一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法，包括以下步骤：S1：获取人体图像以及单幅人体照片，并将其导入到计算机中；S2：准备一个基础模型，基于此基础模型设计该照片的头颈部，躯干、四肢特定位置的BlendShape；S3：利用计算机视觉技术对该照片进行分析，提取出人体的关键点、轮廓等信息；S4：a)利用特征点调整模型的BlendShapes；b)将调整的模型重新截取，再用来计算特征点

【技术实现步骤摘要】
一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法


[0001]本专利技术涉及计算机图形学
，具体是指一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法。

技术介绍

[0002]在计算机图形学和计算机视觉领域，人体建模一直是一个重要的研究方向，同时，它也是包括在物理学、生理学以及心理学等不同领域的跨学科问题。传统的人体建模方法通常需要大量的人力和时间，而且难以实现高效的自动化。近年来，随着深度学习技术的发展，基于图像的人体建模方法成为了研究热点。
[0003]随着硬件计算能力和计算机图像学的飞速发展，人们已经可以用计算机和移动设备产生各种各样高质量的图像以及3D模型，计算机构造的虚拟人物对大家来说早已不陌生，当下移动设备也具有较强的三维图像处理能力，人们对建模的真实感、实时性和便利性的等要求也越来越高。自上世纪七十年代起，人体建模就成为了计算机图形学和视觉领域的一个研究热点。在人类视觉系统中，人脸是最为复杂的对象之一，富含重要的心理与生理信息。三维人体建模的发展可以为更为复杂的建模提供借鉴，同时对于类似的科学问题有着非常重要的促进意义。
[0004]除了科学研究意义外，人体建模在虚拟现实、人脸识别、公共安全、电脑游戏、影视制作、表情动画、情感分析以及3D打印等领域具有巨大作用。它不仅可以用来制作虚拟现实环境中的各种虚拟人物及动画，还可以应用于可视电话、远程网络会议等多媒体的制作和传输；另外，它在人机交互等日益增长的信息通信
也有着很好的发展前景。人体模型还可以促进人脸识别和检索技术的进步，在安全领域有着重要作用。
[0005]由于计算机人体建模有着上述非常广泛的应用价值，自从Parke在1972年开创这个领域以来，人体建模和人体动画成为了一个新的研究热点，越来越多的研究者努力尝试创造具有真实感的人脸模型和表情动画。但是由于人体的生理结构非常复杂，而且人们对人脸的细节变化非常敏感，其中对头发进行模拟、对表情动作进行仿真、还有如何添加逼真纹理信息和进行光照处理等仍是一个难题。人类视觉系统非常精妙，天生具备识别人脸模型的能力，人眼可以准确快速地从一张照片中恢复出人体三维形状信息，从而进行身份识别。如果计算机能够模拟人类的认知机制，从而实现基于单幅二维人脸照片的三维人脸建模，不但能够在一定程度上提高计算机对人脸数据信息的处理能力和理解能力，促进虚拟现实和人机交互技术的发展，而且能够进一步促进其他交叉学科的发展。
[0006]然而，现有的基于图像的人体建模方法通常只能生成真实的人体模型，难以满足不同风格的需求。同时基于图像生成的人体建模还应该具备模型可进一步控制的特定，鉴于此，我们提供了一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决上述技术问题，提供一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方
法，能够实现对不同风格的人体进行建模，具有较高的准确性和可靠性。本专利技术所提供的方法可应用于计算机图形学、虚拟现实、游戏等领域，具有广泛的应用前景，能够实现对不同风格的人体进行建模，具有较高的准确性和可靠性。本专利技术所提供的方法可应用于计算机图形学、虚拟现实、游戏等领域，具有广泛的应用前景；通过对被采集着的人体照片数据进行预处理，并依次进行刚性配准与非刚性配准后即得到高精度人体照片数据。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法，包括以下步骤：
[0009]S1：获取人体图像以及单幅人体照片，并将其导入到计算机中；
[0010]S2：准备一个基础模型，基于此基础模型设计该照片的头颈部、躯干、四肢特定位置的BlendShape；
[0011]S3：利用计算机视觉技术对该照片进行分析，提取出人体的关键点、轮廓等信息；
[0012]S4：a)利用特征点调整模型的BlendShapes；b)将调整的模型重新截取，再用来计算特征点；c)为计算结果打分；d)重新设置BlendShapes；e)重复以上步骤直至评分符合预定要求；f)提供更多人体图片进行训练；
[0013]S5：对调整后的人体模型进行风格化细节处理，包括添加肌肉、皮肤纹理等，使其更加真实。
[0014]优选地，在S1获取人体图像以及单幅人体照片时，首先从多个视角进行采集被采集者的人体照片数据；其次对每一视角的人体照片数据分别进行预处理，去除其中的背景数据、地面数据及杂点数据；将预处理后的所有视角的人体照片数据一同进行刚性配准与非刚性配准，最后获得完整的人体照片数据。
[0015]优选地，所述从多个视角进行采集被采集者的人体照片数据包括：利用固定的深度相机采集被采集者在同一姿势下不同角度的人体深度数据，其中，该人体深度数据中包含有颜色信息。
[0016]优选地，所述去除其中的背景数据、地面数据及杂点数据包括：利用深度阈值的方法去除背景数据；利用人体深度数据下方的点拟合一平面，将与该平面的距离小于预定值的点作为地面数据进行去除；将去除背景数据与地面数据的人体深度数据投影到一垂直平面上，获得每一数据点的相邻关系；根据数据点的相邻关系生成对应的网格，将网格中的孤立顶点作为杂点进行去除。
[0017]优选地，在S3利用计算机视觉技术对该照片进行分析时，首先将该照片进行二维展开，并通过薄板样条变换对展开得到的纹理图像进行稠密点对应，获得中间图像；然后通过对所述中间图像的主成分分析得到形变模型；得到所述形变模型的特征点，特征点包括人体的关键点、轮廓等信息。
[0018]采用以上结构后，本专利技术具有如下优点：
[0019]1.通过基于深度学习的方式，能够实现对不同风格的人体进行建模，大大提高了人体建模的效率和自动化程度。同时，本专利技术所提供的方法也具有较高的准确性和可靠性；
[0020]2.能够实现对不同风格的人体进行建模，具有较高的准确性和可靠性。本专利技术所提供的方法可应用于计算机图形学、虚拟现实、游戏等领域，具有广泛的应用前景；
[0021]3.通过对被采集着的人体照片数据进行预处理，并依次进行刚性配准与非刚性配准后即得到高精度人体照片数据。
[0022]上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本专利技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
[0024]图1是本专利技术一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法的流程图。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取人体图像以及单幅人体照片，并将其导入到计算机中；S2：准备一个基础模型，基于此基础模型设计该照片的头颈部，躯干、四肢特定位置的BlendShape；S3：利用计算机视觉技术对该照片进行分析，提取出人体的关键点、轮廓等信息；S4：a)利用特征点调整模型的BlendShapes；b)将调整的模型重新截取，再用来计算特征点；c)为计算结果打分；d)重新设置BlendShapes；e)重复以上步骤直至评分符合预定要求；f)提供更多人体图片进行训练；S5：对调整后的人体模型进行风格化细节处理，包括添加肌肉、皮肤纹理等。2.根据权利要求1所述的一种基于单幅人体照生成风格化人体模型的方法，其特征在于，在S1获取人体图像以及单幅人体照片时，首先从多个视角进行采集被采集者的人体照片数据；其次对每一视角的人体照片数据分别进行预处理，去除其中的背景数据、地面数据及杂点数据；将预处理后的所有视角的人体照片数据一同进行刚性配准与非刚性配准，最后获得完整的人体照片数据。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李美玲，潘胜怀，栗世伟，马博译，田勇，武海洋，
申请(专利权)人：广西互真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：