[發明專利]人體動作捕捉與骨骼數據映射系統及其方法

在審

• 申請號: 201810030227.9
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108288300A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 史京迪;曹介白
• 申請（專利權）人: 北京蜜枝科技有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40;G06K9/00
• 代理公司: 北京合智同創知識產權代理有限公司 11545
• 代理人: 李杰

1.一種人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，包括：

動作捕捉裝置，其用于實時捕捉現實人體的動作軌跡以生成動作數據流；以及

數據處理裝置，其包括：

模型數據庫，其用于儲存虛擬人體的虛擬三維模型，所述虛擬三維模型中綁定有所述虛擬人體的骨骼數據；以及

動作映射模塊，其用于將所述動作數據流實時轉換為動作驅動數據流，并將所述動作驅動數據流映射至所述虛擬三維模型的所述骨骼數據上，從而實時驅動所述虛擬三維模型執行動作，以實時生成三維模型動畫。

2.根據權利要求1所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述動作數據流由連續多幀的動作數據所組成，所述動作映射模塊還包括：

分解單元，其用于分解所述動作數據流中的各幀所述動作數據，以及分解各幀所述動作數據中的骨骼運動數據；

轉換單元，其依據所述虛擬三維模型的數據格式轉換所述動作數據中的所述骨骼運動數據，以生成多幀連續的所述動作驅動數據，并整合所述動作驅動數據以形成所述動作驅動數據流；以及

映射單元，其用于將所述動作驅動數據流中的各所述動作驅動數據逐幀地映射至所述虛擬三維模型的所述骨骼數據上，以驅動所述虛擬三維模型執行連續性的動作。

3.根據權利要求2所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述數據處理裝置還包括：

動作修正模塊，其通過預設算法以針對所述三維模型動畫中出現的所述虛擬三維模型的突變動作及抖動動作進行修正，以及通過將預先設計的細節動作驅動數據映射至所述虛擬三維模型的所述骨骼數據上，以針對所述虛擬三維模型的細節動作進行修正。

4.根據權利要求3所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述動作修正模塊還包括：

突變動作修正單元，其通過預設算法以針對所述突變動作所對應的所述動作驅動數據的前一幀與后一幀的動作驅動數據進行平均數計算處理，并利用計算結果填充所述突變動作所對應的所述動作驅動數據，以修正所述突變作動；

抖動動作修正單元，其用于將所述抖動動作所對應的所述動作驅動數據通過濾波處理以生成平滑的動作驅動數據，以修正所述抖動動作；以及

細節動作修正單元，其用于依據使用場景而針對所述虛擬三維模型中的細節骨骼預先設計細節動作而生成所述細節動作驅動數據，以將所述細節動作驅動數據映射至所述虛擬三維模型的細節骨骼對應的所述骨骼數據上，以驅動所述細節骨骼執行所述細節動作。

5.根據權利要求4所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述細節動作是指手部動作、腳部動作以及關節動作。

6.根據權利要求5所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述細節動作驅動數據可直接加載于所述轉換單元所生成的所述動作驅動數據中。

7.根據權利要求2所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述虛擬三維模型由多個局部模型所構成，各所述局部模型中綁定有與之對應的所述骨骼數據，各所述局部模型分別對應于所述虛擬人體的不同虛擬人體部位，所述映射單元還包括將所述動作數據中的所述骨骼運動數據分別映射至各所述局部模型所對應的所述骨骼數據上，以驅動各所述局部模型執行相應的作動。

8.根據權利要求7所述的人體動作捕捉與骨骼數據映射系統，其特征在于，所述虛擬人體的各所述虛擬人體部位分別與所述現實人體的各現實人體部位相對應，所述動作映射模塊還包括骨骼比例調整單元，其用于獲取所述現實人體部位的實際尺寸以及獲取與所述現實人體部位對應的所述虛擬人體部位的局部模型的虛擬尺寸，而計算所述實際尺寸與所述虛擬尺寸的比例，以供所述映射單元依據所述比例將所述現實人體部位映射至所述虛擬人體部位所對應的所述局部模型上。