一种三维人体表面重建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种三维人体表面重建方法和装置，应用于处理装置，所述处理装置连接有图像采集装置，方法包括：控制所述图像采集装置获取人体多个角度的二维图像；提取预存的人体三维模型，所述人体三维模型包括多个部位的三维子模型；根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型；将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型；以及根据所述新的人体三维模型输出重建后的三维人体表面图像。在上述方法和装置中，针对每一个三维子模型单独优化处理，提高了重建后的三维人体表面的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维图像处理
，具体而言，涉及一种三维人体表面重建方法和装置。
技术介绍
在计算机视觉领域中，利用多个不同角度上的二维图像对目标对象进行三维表面重建，是计算机视觉领域中的一个非常经典的问题。其中涉及到多种技术，主要包括特征提取、特征匹配和三维重建等技术。一般情况下，二维图像的采集是通过普通光学相机和红外相机来完成的。由于普通光学相机和红外相机采集的二维图像特征比较少以及人体各部分的结构存在较大的差异，如果根据采集的二维图像对人体三维模型进行整体处理，在特征提取和特征匹配的过程中就会受到限制，从而导致三维表面重建的精度不高，在高精度应用
中不具有实用性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三维人体表面重建方法和装置，在上述方法和装置中，分别针对每一个三维子模型单独进行优化处理，提高了重建后的三维人体表面的准确性和可靠性。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：本专利技术提供一种三维人体表面重建方法，应用于处理装置，所述处理装置连接有图像采集装置，所述方法包括：控制所述图像采集装置获取人体多个角度的二维图像；提取预存的人体三维模型，所述人体三维模型包括多个部位的三维子模型；根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型；将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型；以及根据所述新的人体三维模型输出重建后的三维人体表面图像。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型的步骤包括：获取所述多个部位中每个部位的三维子模型；计算获取的所述三维子模型与获取的所述二维图像之间的第一误差；以及将所述第一误差与第一预设值进行比对，在所述第一误差大于所述第一预设值时，调整获取的所述三维子模型，以使所述第一误差小于所述第一预设值。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述计算获取的所述三维子模型与获取的所述二维图像之间的第一误差的步骤包括：获取所述多个角度中的每个角度的二维图像和该角度的二维图像的图像采集参数；根据获取的所述图像采集参数，对获取的所述三维子模型进行投影处理，生成相应的第一二维轮廓图像；计算所述第一二维轮廓图像与获取的所述二维图像之间的子误差；以及将所述多个角度中的每个角度的二维图像对应的子误差叠加生成所述第一误差。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型的步骤包括：提取所述人体多个角度中的任意一角度的二维图像；根据提取到的所述二维图像，将所述多个部位优化后的三维子模型进行位置排布；将每个部位的三维子模型转换为三角形网络模型；以及通过图形融合方法，将所述多个部位的三角形网络模型进行拼接，生成所述新的人体三维模型。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述根据提取到的所述二维图像，将所述多个部位优化后的三维子模型进行位置排布的步骤包括：将优化后的多个部位的三维子模型进行叠加；根据提取到的所述二维图像，对叠加后的所述三维子模型进行投影处理，生成相应的第二二维轮廓图像；计算所述第二二维轮廓图像与提取到的所述二维图像之间的第二误差；以及将所述第二误差与第二预设值进行比对，在所述第二误差大于所述第二预设值时，调整叠加后的所述三维子模型，以使所述第二误差小于所述第二预设值。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述方法还包括：所述二维图像为红外二维图像，获取所述人体多个角度的红外二维图像的温度数据；将所述温度数据映射到所述三维人体表面图像，生成三维温度分布图。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建方法中，所述人体多个角度的二维图像包括人体360度的二维图像。在上述基础上，本专利技术还提供一种三维人体表面重建装置，应用于处理装置，所述处理装置连接有图像采集装置，所述三维人体表面重建装置包括：控制模块，用于控制所述图像采集装置获取人体多个角度的二维图像；提取模块，用于提取预存的人体三维模型，所述人体三维模型包括多个部位的三维子模型；优化模块，用于根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型；合成模块，用于将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型；输出模块，用于根据所述新的人体三维模型输出重建后的三维人体表面图像。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建装置中，所述优化模块包括：图像获取子模块，用于获取所述多个部位中每个部位的三维子模型；误差计算子模块，用于计算获取的所述三维子模型与获取的所述二维图像之间的第一误差；图像调整子模块，用于将所述第一误差与第一预设值进行比对，在所述第一误差大于所述第一预设值时，调整获取的所述三维子模型，以使所述第一误差小于所述第一预设值。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述三维人体表面重建装置中，所述合成模块包括：图像提取子模块，用于提取所述人体多个角度中的任意一角度的二维图像；模型排布子模块，用于根据提取到的所述二维图像，将所述多个部位优化后的三维子模型进行位置排布；模型转换子模块，用于将每个部位的三维子模型转换为三角形网络模型；模型生成子模块，用于通过图形融合方法，将所述多个部位的三角形网络模型进行拼接，生成所述新的人体三维模型。本专利技术提供一种三维人体表面重建方法和装置，通过上述方法和装置，获取人体多个角度的二维图像，保证了获取的人体二维图像更为全面，提高了重建后的三维人体表面的可靠性。针对人体三维模型中每一个三维子模型单独进行优化处理，提高了重建后的三维人体表面的准确性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的部分实施例，因此不应被看作是对本专利技术保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的处理装置与图像采集装置的交互示意图。图2为本专利技术实施例提供的三维人体表面重建方法的流程示意图。图3为图2中步骤S130的流程示意图。图4为图3中子步骤S134的流程示意图。图5为图2中步骤S140的流程示意图。图6为图5中子步骤S144的流程示意图。图7为本专利技术实施例提供的三维人体表面重建装置的方框示意图。图标：10-处理装置；20-图像采集装置；100-三维人体表面重建装置；110-控制模块；120-提取模块；130-优化模块；132-图像获取子模块；134-误差计算子模块；136-图像调整子模块；140-合成模块；142-图像提取子模块；144-模型排布子模块；146-模型转换子模块；148-模型生成子模块；150-输出模块；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器；500-外设接口。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维人体表面重建方法，应用于处理装置，所述处理装置连接有图像采集装置，所述方法包括：控制所述图像采集装置获取人体多个角度的二维图像；提取预存的人体三维模型，所述人体三维模型包括多个部位的三维子模型；根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型；将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型；以及根据所述新的人体三维模型输出重建后的三维人体表面图像。

【技术特征摘要】
1.一种三维人体表面重建方法，应用于处理装置，所述处理装置连接有图像采集装置，所述方法包括：控制所述图像采集装置获取人体多个角度的二维图像；提取预存的人体三维模型，所述人体三维模型包括多个部位的三维子模型；根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型；将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型；以及根据所述新的人体三维模型输出重建后的三维人体表面图像。2.根据权利要求1所述的三维人体表面重建方法，其特征在于，所述根据所述二维图像，分别优化所述多个部位中每个部位的三维子模型的步骤包括：获取所述多个部位中每个部位的三维子模型；计算获取的所述三维子模型与获取的所述二维图像之间的第一误差；以及将所述第一误差与第一预设值进行比对，在所述第一误差大于所述第一预设值时，调整获取的所述三维子模型，以使所述第一误差小于所述第一预设值。3.根据权利要求2所述的三维人体表面重建方法，其特征在于，所述计算获取的所述三维子模型与获取的所述二维图像之间的第一误差的步骤包括：获取所述多个角度中的每个角度的二维图像和该角度的二维图像的图像采集参数；根据获取的所述图像采集参数，对获取的所述三维子模型进行投影处理，生成相应的第一二维轮廓图像；计算所述第一二维轮廓图像与获取的所述二维图像之间的子误差；以及将所述多个角度中的每个角度的二维图像对应的子误差叠加生成所述第一误差。4.根据权利要求1所述的三维人体表面重建方法，其特征在于，所述将优化后的每个部位的三维子模型合并成新的人体三维模型的步骤包括：提取所述人体多个角度中的任意一角度的二维图像；根据提取到的所述二维图像，将所述多个部位优化后的三维子模型进行位置排布；将每个部位的三维子模型转换为三角形网络模型；以及通过图形融合方法，将所述多个部位的三角形网络模型进行拼接，生成所述新的人体三维模型。5.据权利要求4所述的三维人体表面重建方法，其特征在于，所述根据提取到的所述二维图像，将所述多个部位优化后的三维子模型进行位置排布的步骤包括：将优化后的多个部位的三维子模型进行叠加；根据提取到的所述二维图像，对叠加后的所述三维子模型进行投影处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海舟，李晓亮，石峰，
申请(专利权)人：杭州远舟医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33