[发明专利]一种基于特征的三维个性化人体建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及人体三维建模技术领域，具体是一种基于特征的三维个性化人体建模方法。

背景技术

人体是非常复杂的几何体，三维人体建模作为计算机人体仿真的一个组成部分，一直是人们研究的热点之一。自交互式计算机图形学诞生之日起，就有学着不断探索计算机人体建模技术，三维人体建模技术发展至今，日趋成熟，主要的人体建模方法有：三维线框模型、三维实体模型、三维曲线模型以及基于物理的三维建模。但是如今建模技术有很多缺点，比如建立的人体模型精度低、建模速度慢、建模开销大等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于特征的三维个性化人体建模方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于特征的三维个性化人体建模方法，步骤如下：

1)根据生物学原理将人体特征进行局部分块；

2)对各个人体分块进行特征点提取，并分析特征点的关联关系，构造出整个人体的特征点集和特征关系集；

3)使用B样条曲线对各个人体分块的特征点进行拟合，获得具有多条特征曲线的三维人体模型；

4)采用插值法对具有多条特征曲线的三维人体模型进行处理，获得最终的三维人体模型。

作为本发明进一步的方案：步骤1)中，根据人体肌肉分布规则对人体进行局部分块，分为头部、颈部、胸部、腹部、臀部、上臂、小臂、大腿、小腿。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对头部进行特征点提取时，横向上以颞肌、枕肌、额肌和帽状腱膜为标准选取16个特征点，纵向上增加以颧弓和下唇方肌为基础的四个特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对颈部进行特征点提取时，前颈部从颈部左右胸锁乳突肌到喉咙选取三个特征点，后颈部以颈肌、斜方肌为基准左右对称分别选取三个特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对胸部进行特征点提取时，从三条线上进行提取，第一条位于锁骨下方胸肌上方，前方以肩胛舌骨肌到人体胸前中心为基准选取三个特征点，后方根据肩胛骨分布定义另外两个特征点，第二条位于胸部中心，在大胸肌中心上对称选取两个特征点，在两块大胸肌中间选取一个特征点，侧后面在大圆肌上选取两个点，同一水平线上的脊椎中心也为一个特征点，第三条位于胸肌下方及前锯肌上方。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对腹部进行特征点提取时，以腹直肌、腹外斜肌、腹内斜机、弓状线和肚脐为参照定义两排特征点，配合竖脊肌，共选取60个特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对臀部进行特征点提取时，以髂嵴取30个特征点，肚脐下方定义一个特征点，大腿肌膜张肌对称选取两个特征点，后背上在竖脊肌末端选取一个特征点，以臀中肌、大腿肌膜张肌选取两组30个特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对上臂和小臂进行特征点提取时，根据三角肌、肱二头肌、股三头肌、肱桡肌、屈肌将整个胳膊一共提取30个重要特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对大腿进行特征点提取时，以股四头肌、缝匠肌、前直肌股外内侧肌为根据选取60个特征点。

作为本发明再进一步的方案：步骤2)中，在对小腿进行特征点提取时，以前胫骨肌、腓腹肌、腓骨肌、比目鱼肌、趾长深肌为依据提取60个特征点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种高效精确的实现技术，来提高三维个性化人体构建的速度、准确度以及更高的用户满意度，优化人体特征点选取效率，提升特征分析精度，构建最接近真人的三维个性化人体模型。本发明快速准确的分析二维图片人体特征，从中提取出个性化的关键性信息，实时高效构建出最符合照片特征的三维人体模型。

附图说明

图1为胸部特征点所拟合的特征曲线。

图2为对胸部特征曲线进行插值法处理后的效果图。

图3为腹部特征点所拟合的特征曲线。

图4为对腹部特征曲线进行插值法处理后的效果图。

图5为上臂和小臂特征点所拟合的特征曲线。

图6为对上臂和小臂特征曲线进行插值法处理后的效果图。

图7为大腿和小腿特征点所拟合的特征曲线。

图8为对大腿和小腿特征曲线进行插值法处理后的效果图。

图9为整个人体所有特征点所拟合的特征曲线。

图10为对人体所有特征曲线进行插值法处理后的效果图。

具体实施方式