基于体感传感器的三维立体发型设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于体感传感器的三维立体发型设计方法，包括如下步骤：采集人物正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息；建立人物脸部三维立体模型；将人物脸部三维模型与标准头部模型相结合；运用“插值”方法提高模型网格数量和精度；将彩色图像信息与标准皮肤模板融合生成模型贴图；将发型三维模型与头部三维模型叠加；360°展示人物发型设计三维模型效果。本发明专利技术操作更加简便、灵活，避免了模型重建过程中的毛刺、错位等现象。同时，模型网格数量和精度有了很大提高，三维模型的质量提升到照片级水平，使观感和体验达到新的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发型设计
，具体地，涉及一种。
技术介绍
美发是人们日常生活中不可或缺的组成部分，它为我们的生活增添了美丽缤纷的亮色。可是去美发店理发，我们往往是通过语言或模特图片的描述与发型师沟通，设计自己想要的发型。如果能多角度地看到自己理发后的三维模型影像，直观感受发型设计的效果，必将提升顾客的体验和美发的效率。专利公开号103489219A公布了一种基于深度图像分析的3D发型仿真方法，该方法通过Kinect体感传感器获取人脸的大小、位置、方向等信息，并根据这些信息将发型模型变换后叠加到摄像视频流中。虽然其发型模型是三维的，但人脸在视频中显示是二维的，仿真和贴合效果较差。而且这种方法生成的发型设计结果不是全三维模型，无法在3D显示器等3D设备上展示，因此功能较为单一。专利公开号103854303A公布了一种基于体感传感器的三维立体发型设计系统和方法，其特征在于使用体感传感器采集旋转机构上的人物360°三维数据，生成人体头部三维模型，再将此三维模型与发型三维模型叠加，生成发型设计仿真的全三维模型结果。受到现有传感器分辨率限制和人体抖动的影响，此种方法生成的人体头部三维模型有凹凸不平、毛刺和错位等现象，使最终体验、观感不佳。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供了一种改进的。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种，包括以下步骤:步骤SI，使用体感传感器采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息;步骤S2，根据步骤SI中得到的深度图像信息建立人物脸部三维立体模型；步骤S3，将人物脸部三维立体模型与标准头部模型相结合，生成人物头部三维模型；步骤S4，运用插值方法提高人物头部三维模型网格数量和精度；步骤S5，使用体感传感器采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的彩色图像信息；采用图像融合方法，将彩色图像信息与标准皮肤模板融合生成与人物头部三维模型相匹配的实时三维模型贴图，并将实时三维模型贴图与人物头部三维模型相结合，生成人物头部三维总模型；贴图的作用是使模型具有纹理色彩，即给人物头部三维模型上色；步骤S6，将发型库中的发型三维模型与步骤S5中生成的人物头部三维总模型叠加，生成人物发型设计三维模型。优选地，所述插值方法具体为:在人物头部三维模型网格的每条边上分别增加一个顶点，并与原有顶点共同组成多个新的网格。优选地，所述图像融合方法具体为，将当前彩色图像信息提取的人物脸部细节信息与标准皮肤模板相互融合，生成与人物头部三维模型相匹配的实时三维模型贴图；利用彩色图像与深度图像的对应关系，确定实时三维模型贴图的UV坐标。优选地，所述相互融合的过程包括:彩色图像分割、边缘高斯模糊、调整色彩色阶、饱和度和亮度、与标准皮肤模板图像拼接融合；其中:彩色图像分割采用对YCrCb颜色空间的Cr通道做大津法图像分割，再对分割后的图像边缘做高斯模糊，淡化轮廓边缘，然后根据彩色图像中皮肤颜色与标准皮肤模板中皮肤颜色之间的差异，调整色彩色阶、饱和度和亮度，使彩色图像中皮肤颜色与标准皮肤模板中皮肤颜色之间更加匹配，最后，将彩色图像拼合在标准皮肤模板图像上。优选地，采用的体感传感器包括集成的深度图像传感器和彩色图像传感器。优选地，所述步骤S2根据步骤SI采集的人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息，首先识别出用于体现人物脸部特征的眼睛、鼻子、嘴和脸型的位置和三维轮廓信息，再利用这些位置和三维轮廓信息重建人物脸部三维模型。优选地，所述标准头部模型为预先建立的平均化的人体头部模型；标准头部模型的三维数据经过缩放、旋转、平移变换后，与人物脸部三维立体模型相对齐、吻合，再刷新标准头部模型的脸部部分，生成具有人物脸部特征的人物头部三维模型。优选地，还包括如下步骤:步骤S7，360°展示人物发型设计三维模型效果。所述人物发型设计三维模型效果通过如下任一个终端360°展示:-普通液晶电视；-显示器；-3D 电视；-3D偏振投影装置；-3D全息投影装置；-3D头盔显示器。优选地，当在3D终端上展示时，根据人物发型设计三维模型生成左、右眼对应的视差图像，再输出到相应3D终端上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术只采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息，与360°扫描相比操作更加简便、灵活；2、本专利技术建立人物脸部三维模型后，再与标准头部模型相结合，与360°扫描相比，避免了模型错位和毛刺等现象；3、本专利技术通过“插值”等方法使模型网格数量和精度有了很大提高；4、本专利技术使人物头部三维模型重建的效果提升到了照片级的水平，使三维发型设计模型的观感、体验达到前所未有的效果，同时也增加了 3D显示设备展示、发型设计画册制作等多种应用扩展的空间。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的插值方法(以三角形为例)示意图；图3为本专利技术的实施示意图。图中:1为目标人物，2为三维模型展示单元，3为体感传感器单元，4为光源机构，5为三维模型构建单元。【具体实施方式】下面对本专利技术的实施例作详细说明:本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。实施例本实施例提供了一种，包括以下步骤:步骤SI，使用体感传感器采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息；所涉及体感传感器是一种集成了深度图像传感器和彩色图像传感器的体感传感器单元；步骤S2，生成人物脸部三维模型；根据步骤SI采集的人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息，首先识别出人物眼睛、鼻子、嘴和脸型等脸部主要特征的位置和三维轮廓，再用这些信息重建人物脸部三维模型；步骤S3，将人物脸部三维模型与标准头部模型相结合，生成人物头部三维模型；标准头部模型是预先建立的平均化的人体头部模型，用标准头部三维模型数据经过缩放、旋转、平移等变换后与脸部三维模型相对齐、吻合，再刷新标准头部三维模型的脸部部分，达到给标准头部模型“换脸”的效果；步骤S4，采取“插值”的方法提高人物头部三维模型网格数量和精度；所谓“插值”方法，是指在人物头部三维模型网格的每条边上分别增加一个顶点，并与原有顶点共同组成多个新的网格；如图2所示，以三角形为例，在人物头部三维模型网格三角形的三条边上分别增加一个顶点(P12、P13、P23)，并与原有顶点共同组成多个新的网格三角形(Tl、T2、T3、T4)。使用此方法多次迭代，可以达到提高模型网格数量和精度的目的；当人物头部三维模型是四边形或多边形网格时，在四边形或多边形的每条边上分别增加一个顶点，并与原有顶点共同组成多个新的网格四边形或多边形。步骤S5，使用图像融合方法，根据彩色图像信息和标准皮肤模板生成与人物头部三维模型相匹配的实时三维模型贴图，并将实时三维模型贴图与人物头部三维模型相结合，生成人物头部三维总模型；利用彩色图像与深度图像的对应关系，确定贴图UV坐标；融合过程包括:彩色图像分割、边缘高斯模糊、调整色彩色阶、饱和度和亮度、与标准皮肤模板图像拼接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于体感传感器的三维立体发型设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，使用体感传感器采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的深度图像信息；步骤S2，根据步骤S1中得到的深度图像信息建立人物脸部三维立体模型；步骤S3，将人物脸部三维立体模型与标准头部模型相结合，生成人物头部三维模型；步骤S4，运用插值方法提高人物头部三维模型网格数量和精度；步骤S5，使用体感传感器采集人物脸部正面、左侧、右侧以及仰视的彩色图像信息；采用图像融合方法，将彩色图像信息与标准皮肤模板融合生成与人物头部三维模型相匹配的实时三维模型贴图，并将实时三维模型贴图与人物头部三维模型相结合，生成人物头部三维总模型；步骤S6，将发型库中的发型三维模型与步骤S5中生成的人物头部三维总模型叠加，生成人物发型设计三维模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇懿，寇修君，孙英华，刘燕，
申请(专利权)人：寇懿，
类型：发明
国别省市：上海;31