一种三维人体扫描非刚性重建和测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种三维人体扫描非刚性重建和测量方法及装置，包括多台深度相机、相机固定杆、液晶显示屏、微处理器，其特征在于，多台深度相机沿竖向均匀分布在相机固定杆上的一侧，液晶显示屏设置在相机固定杆的另一侧，且深度相机、液晶显示屏朝向相同；深度相机与微处理器交互式连接，液晶显示屏与微处理器的信号输出端连接。本发明专利技术的三维人体扫描非刚性重建装置无需导轨，多台相机固定于相机固定杆的相机槽内，多台相机同时拍摄即可实现人体拍摄范围的覆盖；且无需转台，减小三维人体扫描装置的占地面积。本发明专利技术的三维人体扫描非刚性重建方法，无需转台，扫描的人体对象徒步旋转360度，旋转的速度可自行控制，降低扫描设备成本，提高户使用灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维人体扫描非刚性重建和测量方法及装置
本专利技术涉及计算机图形学
，具体地，涉及一种三维人体扫描非刚性重建测量的方法及装置。
技术介绍
随着计算机三维重建技术的日益成熟，很多传统行业如健身行业、服装行业都期望可以更加智能、快速的获得人体的三维模型数据。现有的基于多相机阵列的人体扫描设备虽然精度很高，但是结构复杂，占地面积较大，而且成本十分高昂。而现有的基于单台深度相机三维人体重建技术具有两大局限性：一是单台相机的拍摄范围有限，在一定的工作距离内，需要借助导轨等装置进行度多空间位置的多次拍摄，才能覆盖全部人体；二是现有的扫描技术多采用刚性重建方法，需要配合刚性转台实现人体三维扫描，扫描时间较长，同时要求扫描的人体在扫描过程中要保持静止状态，这无疑增加了设备成本，降低了实际使用的灵活性。无论是健身行业的体型追踪还是服装行业的衣物定制，都要求精准测量人体关键部位的维度信息。通过三维扫描重建技术得到三维人体模型后，可以进一步测量维度信息。传统的利用三维软件在人体模型上测量维度的方法需要人工手动选取关键点的位置，调整测量圈的方向，效率很低。
技术实现思路
针对现有的人体三维重建设备昂贵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维人体扫描非刚性重建和测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取初始帧深度图像，并利用Marching Cube算法生成初始化的立体三角网格模型；步骤2：计算所述初始化的立体三角网格模型的蒙皮权重；步骤3：获取当前帧深度图像和当前帧RGB图像，从当前帧深度图像和当前帧RGB图像中提取人体骨架信息和人体轮廓信息，并建立最优化模型；根据最优化模型计算当前帧与初始帧之间的人体非刚性变换系数；步骤4：利用所述非刚性变换系数，将当前帧深度图像逆变换到立体三角网格模型的坐标空间中，并利用TSDF算法将初始帧深度图像与当前帧深度图像的深度信息融合；步骤5：重复步骤4和步骤5，将多帧深度图像进...

【技术特征摘要】
1.一种三维人体扫描非刚性重建和测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取初始帧深度图像，并利用MarchingCube算法生成初始化的立体三角网格模型；步骤2：计算所述初始化的立体三角网格模型的蒙皮权重；步骤3：获取当前帧深度图像和当前帧RGB图像，从当前帧深度图像和当前帧RGB图像中提取人体骨架信息和人体轮廓信息，并建立最优化模型；根据最优化模型计算当前帧与初始帧之间的人体非刚性变换系数；步骤4：利用所述非刚性变换系数，将当前帧深度图像逆变换到立体三角网格模型的坐标空间中，并利用TSDF算法将初始帧深度图像与当前帧深度图像的深度信息融合；步骤5：重复步骤4和步骤5，将多帧深度图像进行融合后生成最终的人体三维模型。2.根据权利要求1所述的三维人体扫描非刚性重建和测量方法，其特征在于，所述步骤1包括以下具体步骤：步骤1.1：获取3台深度相机拍摄的深度图像，并将同一时间拍摄的3张深度图片拼接在一起，组成拼接深度图像；步骤1.2：根据所述拼接深度图像实时监测人体骨架，并根据人体骨架姿势获取初始帧深度图像；步骤1.3：将所述初始帧深度图像映射为三维空间的点云数据，并根据MarchingCube算法计算得到初始化的立体三角网格模型。3.根据权利要求1所述的三维人体扫描非刚性重建和测量方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：步骤2.1：计算所述初始帧深度图像中的骨架位置，并在所述初始化的立体三角网格模型上均匀采样出用于建模人体进行非刚性变换的采样点xi，i∈[1，M]，其中M为采样点的个数；步骤2.2：计算初始化的三维网格模型中每个采样点xi相对于每根骨架的蒙皮权重{wi1，…，wij，…，wiN}，其中N为骨架个数，j∈{1，N}，wij为第i个采样点xi相对于第j根骨架的蒙皮权重；步骤2.3：通过插值法计算初始化的三维网格模型上其他顶点vk相对于每根骨架的蒙皮权重{wk1，…，wkj，…，wkN}，其中wkj为第k个顶点vk相对于第j根骨架的蒙皮权重，计算公式如下：其中，表示距离顶点vk最近的5个采样点，λki是根据距离计算的采样点xi对顶点vk的插值权重，σ是控制距离对蒙皮权重影响的参数。4.根据权利要求1所述的三维人体扫描非刚性重建和测量方法，其特征在于，所述步骤3具体包括，步骤3.1：建立最优化模型获取下一帧深度图像和下一帧RGB图像作为当前帧深度图像和当前帧RGB图像；根据当前帧深度图像计算人体骨架信息的具体方法为：计算该帧深度图像中的骨架位置信息，并根据欧式距离计算该帧深度图像与初始帧深度图像的对应顶点集合其中，根据当前帧RGB图像计算人体轮廓信息的具体方法为：用MaskRCNN算法提取RGB图像中人体的轮廓点zl，由轮廓点zl组成人体轮廓信息集合其中，根据所述人体骨架信息集合和人体轮廓信息集合建立最优化模型；步骤3.2：计算人体非刚性变换系数根据最优化模型计算当前帧与初始帧间的对应采样点xi的人体非刚性变换系数具体的，使用迭代最近点ICP算法迭代优化最优化模型的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱继，杨少毅，褚智威，
申请(专利权)人：深圳蒜泥科技投资管理合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：广东,44