虚拟试衣方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟试衣方法和系统。其中，该方法至少包括：获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；为参考人体模型和所述目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；对参考人体模型和目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；计算目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整目标人体模型骨架中的所有骨头，使目标人体模型骨架与所述参考人体模型骨架的姿势保持一致；根据目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行目标人体模型的皮肤变形；将服装模型从参考人体模型上迁移到目标人体模型上。通过本发明专利技术，解决了如何在保持衣服在试穿前后尺寸不变的情况下，完成衣服在不同人体、不同姿势下的自动化试穿的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及计算机图形学
，尤其是涉及一种虚拟试衣方法和系统。
技术介绍
近年来，虚拟试衣技术得到了工业界的广泛关注，同时也一直是学术界的研究热点之一。不同的研究者提出了各自的虚拟试穿方案，但是他们的侧重点有很大不同。一些虚拟试穿方案(参考LIJ.,LUG.:Customizing3dgarmentsbasedonvolumetricdeformation.ComputersinIndustry62,7(2011),693-707；GUANP.,REISSL.ANDHIRSHBERGD.,WEISSA.,BLACKM.J.:DRAPE:Dressinganyperson.ACMTrans.Graphics(Proc.SIGGRAPH)31,4(jul2012).)是从模型重用的角度出发的，他们只关注衣服能否通过一定的变形和放缩套到目标人体身上，并且保持款式不变，一般情况下需要假定参考人体和目标人体之间姿势一致(如，T-pose)，甚至需要用户输入一些额外的特征点、骨架信息等。对于任意姿势的试穿方案，Li等人采用为人体模型和服装模型同时绑定骨架来驱动虚拟试穿的方法(参考JituoLi,JuntaoYe,YangshengWang,LiBai,andGuodongLu.Fitting3dgarmentmodelsontoindividualhumanmodels.ComputersGraphics,34(6):742–755,2010)，但是这种方法并不是完全自动的，骨架的绑定需要一些手动的调整。跟上述方案侧重点不同，Lee等人提出一种对衣服分段配准，然后做布料仿真的试穿方案(参考YongjoonLee,JaehwanMa,andSungheeChoi.Technicalsection:Automaticpose-independent3dgarmentfitting.Comput.Graph.,37(7):911–922,November2013.)。该方法更侧重于体现衣服穿到不同的目标人体上是否合身，然而对衣服分段导致的表面不连续会对后面的布料仿真带来很大负担，甚至是难以修复的穿透。Baran等人提出一种对二维流型网格的骨架嵌入算法(参考IlyaBaranandJovanPopovi′c.Automaticriggingandanimationof3Dcharacters.ACMTransactionsonGraphics,26(3):72:1–72:8,jul2007.)。该方法嵌入的骨架中的每块骨头只有位置信息而没有朝向信息。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术至少存在如下缺陷：在保持衣服在试穿前后尺寸不变的情况下，无法实现衣服在不同人体、不同姿势下的自动化试穿。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种虚拟试衣方法，其至少部分地解决了如何在保持衣服在试穿前后尺寸不变的情况下，完成衣服在不同人体、不同姿势下的自动化试穿的技术问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了以下技术方案：一种虚拟试衣方法，该方法至少可以包括：获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；为所述参考人体模型和所述目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；对所述参考人体模型和所述目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；计算所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整所述目标人体模型骨架中的所有骨头，使所述目标人体模型骨架与所述参考人体模型骨架的姿势保持一致；根据所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行所述目标人体模型的皮肤变形；在对所述目标人体模型进行皮肤变形的基础上，将服装模型从所述参考人体模型上迁移到所述目标人体模型上。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种虚拟试衣系统。该系统至少可以包括：获取模块，被配置为获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；嵌入模块，被配置为所述参考人体模型和所述目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；绑定模块，被配置为对所述参考人体模型和所述目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；计算模块，被配置为计算所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整所述目标人体模型骨架中的所有骨头，使所述目标人体模型骨架与所述参考人体模型骨架的姿势保持一致；变形模块，被配置为根据所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行所述目标人体模型的皮肤变形；迁移模块，被配置为在对所述目标人体模型进行皮肤变形的基础上，将服装模型从所述参考人体模型上迁移到所述目标人体模型上。与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：本专利技术实施例通过获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；为参考人体模型和目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；对参考人体模型和目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；计算目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整目标人体模型骨架中的所有骨头，使目标人体模型骨架与参考人体模型骨架的姿势保持一致；根据目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行目标人体模型的皮肤变形；在目标人体模型和参考人体模型姿势调整一致后，可以降低服装模型从参考人体向目标人体迁移的难度，将低效的非刚性配准问题转换为高效的刚性配准问题，从而实现了将服装模型从所述参考人体模型上迁移到所述目标人体模型上。解决了在保持衣服在试穿前后尺寸不变的情况下，完成衣服在不同人体、不同姿势下的自动化试穿的技术问题。本专利技术实施例还可以应用到其他场景，比如运动数据迁移、基于深度感应器的体感应用等。当然，实施本专利技术的任一产品不一定需要同时实现以上所述的所有优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的方法来实现和获得。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：图1为根据一示例性实施例示出的虚拟试衣方法的流程示意图；图2为根据一示例性实施例示出的着装的参考人体模型和未着装的目标人体模型的示意图；图3为根据一示例性实施例示出的向人体模型中嵌入骨架得到离散关节点的示意...

【技术保护点】
一种虚拟试衣方法，其特征在于，该方法至少包括：获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；为所述参考人体模型和所述目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；对所述参考人体模型和所述目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；计算所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整所述目标人体模型骨架中的所有骨头，使所述目标人体模型骨架与所述参考人体模型骨架的姿势保持一致；根据所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行所述目标人体模型的皮肤变形；在对所述目标人体模型进行皮肤变形的基础上，将服装模型从所述参考人体模型上迁移到所述目标人体模型上。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟试衣方法，其特征在于，该方法至少包括：
获取着装的参考人体模型以及未着装的目标人体模型；
为所述参考人体模型和所述目标人体模型分别嵌入相同层次结构的骨架；
对所述参考人体模型和所述目标人体模型的骨架进行皮肤绑定；
计算所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，递归调整所述目标人体模型骨架中的所
有骨头，使所述目标人体模型骨架与所述参考人体模型骨架的姿势保持一致；
根据所述目标人体模型骨架中骨头的旋转量，利用LBS蒙皮算法进行所述目标人体模
型的皮肤变形；
在对所述目标人体模型进行皮肤变形的基础上，将服装模型从所述参考人体模型上迁
移到所述目标人体模型上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标人体模型骨架中骨头的
旋转量，具体包括：
在全局坐标系下，对所述骨头进行以下处理：
计算所述目标人体模型骨架上骨头对应的单位向量，其中所述目标人体模型骨架上骨
头对应的单位向量的方向为从所述目标人体模型骨架上骨头的始关节点指向末关节点；
计算所述参考人体模型骨架上骨头对应的单位向量；
计算所述目标人体模型骨架上骨头和所述参考人体模型骨架上骨头之间的旋转轴和
旋转角；
根据所述旋转轴和所述旋转角，得到第一旋转矩阵；
将所述第一旋转矩阵转换成局部坐标系下的第二旋转矩阵；
根据所述第二旋转矩阵和所述目标人体模型骨架上骨头的初始朝向，确定所述目标人
体模型骨架上骨头的局部朝向；
根据所述目标人体模型骨架上骨头的所述局部朝向和父亲朝向，确定所述目标人体模
型骨架上骨头的旋转量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述计算所述目标人体模型骨架中骨头
的旋转量之前，还包括：
根据所述目标人体模型骨架中关节点之间的父子关系，求取所述每一关节点在其父关
节点下的局部坐标，以形成完整骨架。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标人体模型骨架中骨头的
旋转量，利用LBS蒙皮算法进行所述目标人体模型的皮肤变形，具体包括：
根据所述目标人体模型骨头的始关节点位置，构造第一变换矩阵；
根据所述第二旋转矩阵，构造第二变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标人体模型骨头的父变换矩
阵，得到所述目标人体模型骨头的全局变换矩阵；
根据所述目标人体模型骨头的全局变换矩阵，使用LBS蒙皮算法，进行皮肤网格顶点的
更新，以实现所述目标人体模型的皮肤变形。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将服装模型从所述参考人体模型上迁
移到所述目标人体模型上，具体包括：
对所述目标人体模型与所述参考人体模型进行刚性配准，得到仿射变换；
将所述仿射变换作用于所述服装模型，从而实现将所述服装模型从所述参考人体模型
上迁移到所述目标人体模型上。
6.一种虚拟试衣系统，其特征在于，该系统至少包括：
获取模块，被配置为获取着装的参考人体模型以及未着...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶军涛，孙立明，董未名，张晓鹏，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11