[發明專利]一種三維人臉模型自動調整方法

在審

• 申請號: 201710673329.8
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN109389682A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張德峰
• 申請（專利權）人: 上海影子智能科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種三維人臉模型的自動調整方法，包括以下步驟：三維掃描儀獲取三維人臉模型，從三個角度獲取三維人臉帶紋理的投影圖；對投影圖進行二維特征點檢測；將二維特征點反投影到三維中獲取三維特征點；使用PCA臉部模型擬合原始三維人臉模型；對初始對齊網格進行3D配準，求解能量方程；對最終對齊網格重新計算紋理坐標；對配準后的三維人臉進行調整，得到調整后的三維人臉模型。本發明采用了一套自動識別三維人臉特征點技術并在此基礎上對人臉進行調整的技術，能夠對通過三維掃描儀采集到的三維人臉實施一鍵美化，簡單方便，且算法明確，界面友好，結果魯棒，可用于虛擬人臉整容、計算機動畫和計算機游戲等領域。

技術領域

本發明涉及計算機圖形與圖像處理領域，特別是一種涉及三維網格人臉的自動調整方法。

背景技術

人們都希望擁有一個漂亮的臉蛋，整容也變得越來越流行。通過三維掃描儀獲取三維的人臉模型，然后對掃描出的人臉模型進行模擬整容也成為一些美容機構的吸引客戶的主要方式。但是通過手工對三維人臉模型進行整容需要大量的操作，不能夠很快的給客戶展示整容結果。

現有的三維人臉調整方法主要有兩種觀點。一種是觀點是認為不存在唯一的美麗面部特征（例如嘴、鼻子、下巴），只有當面部特征和其余特征搭配的好才會具有吸引力，因此他們提出了一種對整形手術的規劃系統，根據患者臉部特征自動提供推薦的整形方案，參見Bottino A, De Simone M, Laurentini A, et al. A new 3-D tool for planningplastic surgery. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2012, 59(12):3439-3449。另一種觀點是認為一個人是否漂亮是與對稱性、古典主義準則和黃金分割率這三個因素密切相關，因此提出了一套能夠調整三維人臉模型的系統，該系統會在保細節特征的情況下通過調整人臉的對稱性和比例提升人臉的吸引力，參見Liao Q, Jin X, ZengW. Enhancing the symmetry and proportion of 3D face geometry. IEEEtransactions on visualization and computer graphics, 2012, 18(10): 1704-1716。然而這兩個方法都需要手動地在三維人臉模型上手動標注特征點，并無法直接地對通過三維掃描儀獲取到的人臉模型進行調整。

發明內容

針對現有技術上的不足，本發明提供了一種三維人臉模型自動調整方法，能夠自動檢測三維人臉模型中的特征點并對三維人臉模型進行美化調整。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種三維人臉模型的自動調整方法，其特征在于：包括以下七個步驟：

(1)三維掃描儀獲取三維人臉模型后，從三個角度獲取三維人臉帶紋理的投影圖，方法如下：

先將三維掃描儀獲取的三維人臉模型放置于指定的空間坐標系中，使z軸正方向與人臉的正面方向一致，y軸正方向與人臉的頭頂方向一致，提取正方向人臉帶紋理的投影圖；將人臉以y軸為旋轉軸，視線沿著y軸正方向順時針旋轉15度，提取右側人臉帶紋理的投影圖；將人臉以y軸為旋轉軸，視線沿著y軸正方向逆時針旋轉30度，提取左側人臉帶紋理的投影圖。

(2)利用OpenFace的API對步驟(1)中獲取的人臉投影圖進行特征點檢測，獲取二維圖像上眼睛、鼻子、嘴、眉毛和臉部輪廓的共68個特征點，方法如下：