一种人脸快速三维建模方法及系统技术方案

技术编号：39398029 阅读：9 留言：0更新日期：2023-11-19 15:51

本发明专利技术公开了一种人脸快速三维建模方法及系统，方法包括：生成头部三维网络的标准模型；获取待生成人脸三维模型的二维图像；获取二维图像的面部视角，将标准模型调整至面部视角；获取标准模型朝向面部视角一侧的网格轮廓与标准模型背离面部视角方向的网格轮廓的特征轨迹；识别二维图像中的头部尺寸和面部特征尺寸；在面部视角下自适应地对标准模型的头部轮廓和面部特征轮廓进行匹配调整，得到调整模型，以使调整模型在面部视角下的网格轮廓调整至与二维图像符合；将调整模型的背离面部视角方向的网格轮廓，按照特征轨迹进行适应调整，以获得与二维图像匹配的人脸三维模型。本发明专利技术有利于人脸快速三维建模和建模简化。有利于人脸快速三维建模和建模简化。有利于人脸快速三维建模和建模简化。

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【技术实现步骤摘要】
一种人脸快速三维建模方法及系统

[0001]本专利技术涉及人脸三维建模
，尤其涉及一种人脸快速三维建模方法和一种人脸快速三维建模系统
。

技术介绍

[0002]随着智能手机
、AR
设备
、VR
设备的发展和普及，
3D
人脸重建和面部驱动逐渐进入到人们的日常生活中以及视频技术中，而这一技术的背后需要从图像或者视频重建出
3D
人脸模型，包括人脸的几何
、
外观
、
表情
、
头部姿态和环境光照
。
传统的建模方法一般包含以下步骤：相机标定
、
特征点匹配
、
三维点重建
、
构建三角网
、
纹理映射
。
虽然传统的重建方法的理论基础比较成熟，但是实现起来步骤复杂
、
繁琐
、
且需要专业的技术人员才能实现人脸建模
。
因此，现有技术中的人脸三维建模方法需要依赖技术人员进行步骤复杂
、
流程繁琐的建模过程，不利于快速建模和建模简化
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种人脸快速三维建模方法，以及一种人脸快速三维建模系统，旨在解决现有技术中的人脸三维建模方法需要依赖技术人员进行步骤复杂
、
流程繁琐的建模过程，不利于快速建模和建模简化的问题
。
[0004]为...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种人脸快速三维建模方法，其特征在于，包括如下步骤：生成头部三维网络的标准模型，其中，标准模型包括面部特征轮廓和头部轮廓；获取待生成人脸三维模型的二维图像；获取二维图像的面部视角，将标准模型调整至面部视角；获取标准模型朝向面部视角一侧的网格轮廓与标准模型背离面部视角方向的网格轮廓的特征轨迹；识别二维图像中的头部尺寸和面部特征尺寸；根据头部尺寸和面部特征尺寸，在面部视角下自适应地对标准模型的头部轮廓和面部特征轮廓进行匹配调整，得到调整模型，以使调整模型在面部视角下的网格轮廓调整至与二维图像符合；将调整模型的背离面部视角方向的网格轮廓，按照特征轨迹进行适应调整，以获得与二维图像匹配的人脸三维模型
。2.
根据权利要求1所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，所述获取二维图像的面部视角，将标准模型调整至面部视角的步骤，包括：从二维图像中提取面部特征画面；根据面部特征画面和人脸对称关系，确定二维图像中的人脸左右中轴，并确定二维图像中的人脸左右中轴与竖直方向之间的竖向偏角；计算二维图像中位于人脸左右中轴两侧的面部特征尺寸占比；根据二维图像中位于人脸左右中轴两侧的面部特征尺寸占比和人脸对称关系，确定二维图像中的人脸与正脸朝前相比的横向偏角；根据竖向偏角和横向偏角，确定面部视角；将标准模型调整至面部视角
。3.
根据权利要求2所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，所述获取标准模型朝向面部视角一侧的网格轮廓与标准模型背离面部视角方向的网格轮廓的特征轨迹的步骤，包括：获取面部视角下标准模型的多个不同面部特征的第一特征点；获取背离面部视角方向下的标准模型中的多个第二特征点，其中，每个第一特征点在背离面部视角方向的标准模型中具有面部对称的第二特征点；经由面部对称的第一特征点和第二特征点一一对应连接成多条特征轨迹，其中，特征轨迹经过标准模型的第三特征点，第三特征点是位于面部对称的第一特征点和第二特征点之间，且与第一特征点和第二特征点属于同一面部特征的相关特征点
。4.
根据权利要求3所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，所述将调整模型的背离面部视角方向的网格轮廓，按照特征轨迹进行适应调整，以获得与二维图像匹配的人脸三维模型的步骤，包括：获得特征轨迹关于调整模型中的人脸左右中轴两侧的对称关系；在调整模型的朝向面部视角一侧的网格轮廓定位人脸左右中轴位置；以调整模型的朝向面部视角一侧的网格轮廓
、
人脸左右中轴的位置和对称关系作为已知条件，求解调整模型的背离面部视角方向的网格轮廓
。5.
根据权利要求1所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，所述方法，还包括：
获取所述二维图像中的附加特征，并识别附加特征属于对称特征还是非对称特征；将对称特征在调整模型中朝向面部视角一侧和背离面部视角一侧进行对称添加；将非对称特征按照二维图像中的人脸位置，对应添加至调整模型
。6.
根据权利要求1所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，所述根据头部尺寸和面部特征尺寸，在面部视角下自适应地对标准模型的头部轮廓和面部特征轮廓进行匹配调整，得到调整模型，以使调整模型在面部视角下的网格轮廓调整至与二维图像符合的步骤，包括：将调整至面部视角的标准模型投影至与二维图像平行的参考面，以形成投影图像；根据二维图像的头部尺寸，调整投影图像的边缘轮廓；根据投影图像的边缘轮廓，以及标准模型的头部轮廓的尺寸，得到尺寸校正模型；根据二维图像的面部特征轮廓形成面部特征点；将面部特征点在投影图像中进行标记，根据标记的面部特征点，调整尺寸校正模型中的面部特征轮廓，以得到调整模型，使调整模型在面部视角下的网格轮廓调整至与二维图像符合
。7.
根据权利要求4所述的人脸快速三维建模方法，其特征在于，参照如下步骤求解调整模型的背离面部视角方向的网格轮廓：以人脸上下中轴为
x
轴，人脸左右中轴为
y
轴，以头部中心向头部以外的方向为
z
轴，建立三维坐标系，三维坐标系的原点为面部中心点；建立第
i
条特征轨迹中第
j
个第一特征点坐标；建立第
i
条特征轨迹中第
j
个第二特征点坐标；；；；其中，同一条特征轨迹中的第
j
个第一特征点坐标与第
j
个第二特征点坐标对称；为第
i
条特征轨迹中第
j
个第一特征点的
x
轴坐标，为第
i
条特征轨迹中第
j
个第一特征点的
y
轴坐标，为第
i
条特征轨迹中第
j
个第一特征点的
z
轴坐标；为第
i
条特征轨迹中第
j
个第二特征点的
x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓正秋，吕绍和，
申请(专利权)人：湖南马栏山视频先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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