[發明專利]基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法及裝置

在審

• 申請號: 202211511895.6
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115761199A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李玉光;付慧群;陳霜玲;吳壯志;劉崇;周雪媚;王陽陽;王浩然
• 申請（專利權）人: 民政部一零一研究所
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 常玉明;張蘭海

1.基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法，其特征在于，對給定的待編輯的3D人臉模型M，篩選需要進行編輯的人臉器官語義屬性集合A；采用拉桿控制語義屬性的取值α_i，改變模型在相應器官處的頂點所在位置；采用優化方法，最小化預先定義好的能量函數來確定其他頂點的位置；重復此操作直到得到滿意的人臉模型M′。

2.根據權利要求1所述的基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法，其特征在于，所述篩選需要進行編輯的人臉器官語義屬性集合A，包括：眼睛的寬度、高度、眼睛的睜開/閉合狀態；鼻子的高度、寬度，嘴巴的寬度、高度、嘴巴的張開/閉合狀態。

3.根據權利要求2所述的基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法，其特征在于，使用拉桿控制篩選出的語義屬性取值，實現對模型M的編輯和修改。

4.根據權利要求1、2或3所述的基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法，其特征在于，基于模型M中各頂點的位置變化以及各邊的旋轉情況R定義能量函數E(V，R)，在考慮已知位置約束的情況下采用優化方法去最小化E(V，R)，進而求解出所有頂點的位置；包括：

1)采用拉桿交互式控制待編輯的語義屬性；

2)將拉桿控制的頂點位置變化情況作為已知約束，采用local-global方法迭代求解能量函數E(V，R)的最小值；

3)能量函數E(V，R)取最小值時，所對應的V即為編輯后的模型的頂點位置。

5.一種3D人臉模型編輯裝置，其特征在于，所述裝置包括預處理模塊和交互編輯模塊；

預處理模塊：根據待編輯的3D人臉模型M＝G(V，E，F)，確定并篩選需要進行編輯的人臉器官語義屬性集合A；對每個a_i∈A預設其控制點集合F_i，并確定a_i影響范圍的頂點集合V_i；a_i改變時需要更新的頂點集合V_i；

交互編輯模塊：通過拉桿控制語義屬性取值，改變部分頂點位置，并下述方法求解出能量函數E最小時其他頂點的位置，獲得編輯后的模型。

首先基于模型M中各頂點的位置變化以及各邊的旋轉情況R定義能量函數E(V，R)，然后在考慮已知位置約束的情況下采用優化方法去最小化E(V，R)，進而求解出所有頂點的位置；包括：1)采用拉桿交互式控制待編輯的語義屬性；2)將拉桿控制的頂點位置變化情況作為已知約束，采用local-global方法迭代求解能量函數E(V，R)的最小值；3)能量函數E(V，R)取最小值時，所對應的V即為編輯后的模型的頂點位置。

6.根據權利要求5所述的3D人臉模型編輯裝置，其特征在于，所述篩選需要進行編輯的人臉器官語義屬性集合A，包括：眼睛的寬度、高度、眼睛的睜開/閉合狀態；鼻子的高度、寬度，嘴巴的寬度、高度、嘴巴的張開/閉合狀態。

7.根據權利要求5或6所述的3D人臉模型編輯裝置，其特征在于，該裝置為一種非臨時性計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法。

8.根據權利要求5或6所述的3D人臉模型編輯裝置，其特征在于，該裝置為一種電子設備，該電子設備包括處理器和存儲器；其中，所述處理器通過讀取所述存儲器中存儲的可執行程序代碼來運行與所述可執行程序代碼對應的程序，用于實現基于能量優化方法的3D人臉模型器官語義編輯方法。