[發(fā)明專利]一種用于構(gòu)建人體三維模型的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811550273.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN109754459B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏東;劉干普;張翀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南視覺偉業(yè)智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T7/30;G06T5/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種用于構(gòu)建人體三維模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用深度相機(jī)獲取待構(gòu)建人體的深度圖像和與所述深度圖像同步的RGB圖像，并對(duì)所述深度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述深度圖像為點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S2：從經(jīng)過預(yù)處理后的深度圖像中選取初始點(diǎn)云塊，查找與所述初始點(diǎn)云塊匹配的點(diǎn)云塊，并對(duì)匹配成功的點(diǎn)云塊與初始點(diǎn)云塊進(jìn)行配準(zhǔn)以得到待構(gòu)建人體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型；

S3：采用方向距離函數(shù)優(yōu)化所述待構(gòu)建人體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型，并采用泊松表面重建方法根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型重建所述待構(gòu)建人體的三維模型；具體包括以下步驟：

S31：獲取所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型的表面的有向點(diǎn)集，并將所述有向點(diǎn)集轉(zhuǎn)換為模型指示函數(shù)的梯度樣本點(diǎn)以計(jì)算模型指示函數(shù)；模型指示函數(shù)為泊松偏微分方程；通過求解其梯度值得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型中的等值面；

S32：采用所述指示函數(shù)提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型中的等值面，得到三維重建表面；

S33：采用八叉樹技術(shù)，將細(xì)節(jié)點(diǎn)所在面的等值線段投影到粗節(jié)點(diǎn)所在面上,使點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有空間結(jié)構(gòu)并采用方向距離函數(shù)將全局配準(zhǔn)后的多幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行空間距離上的融合，優(yōu)化所述三維重建表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于構(gòu)建人體三維模型的方法，其特征在于，所述S1中，對(duì)所述深度圖像進(jìn)行預(yù)處理具體包括：

對(duì)多個(gè)深度圖像的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，縮短深度圖像中相鄰點(diǎn)的距離并對(duì)所述深度圖像進(jìn)行光滑處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于構(gòu)建人體三維模型的方法，其特征在于，所述S2具體包括以下步驟：

S21：從深度圖像的第k幀中選取至少三個(gè)點(diǎn)云塊作為初始點(diǎn)云塊，并從第k+1幀中選取與所述初始點(diǎn)云塊距離最近的對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的點(diǎn)云塊，計(jì)算該相鄰兩幀中的點(diǎn)云塊之間的法向角度和距離，如果所述法向角度和距離都小于設(shè)定值，則認(rèn)為匹配點(diǎn)云塊成功；反之，則進(jìn)入S2；

S22：將初始點(diǎn)云塊和未匹配成功的點(diǎn)云塊分別投影到各自同步的RGB圖像上，在第k+1幀RGB圖像上選取與第K幀RGB圖像中近似的RGB塊；

S23：計(jì)算兩者之間的相似度，如果相似度小于閾值則返回S22重新選取近似的RGB塊；如果大于閾值，則將近似的RGB塊投影至深度圖像，返回步驟S21重新匹配點(diǎn)云塊，直至匹配點(diǎn)云塊成功；

S24：采用高斯混合模型進(jìn)一步對(duì)已經(jīng)匹配成功的點(diǎn)云塊進(jìn)行局部配準(zhǔn)，并采用曲線插值的方法對(duì)經(jīng)過局部配準(zhǔn)的點(diǎn)云塊進(jìn)行全局配準(zhǔn)，得到待構(gòu)建人體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型。

4.一種用于構(gòu)建人體三維模型的系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1至3任一所述方法的步驟。