[发明专利]三维人脸的非刚性配准方法及装置

权利要求书

1.一种三维人脸的非刚性配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过结点驱动的网格变形方式，对输入的三维人脸模板进行非刚性形变，得到结点驱动的结果；

为目标扫描建立一颗八叉树，并用于所述结点驱动的结果上的顶点沿着法向和目标模型求交；

在迭代过程中，为模板上每个顶点沿着法向寻找在所述目标模型上的对应点，接以所述对应点作为约束，对模板网格进行拉普拉斯变形，直至满足预设迭代条件，获得与所述目标模型表面贴近的中间结果；以及

根据所述中间结果，为每个顶点计算沿着法向的位移，得到模板上每个顶点的最终位置，得到最终非刚性配准结果；

所述为目标扫描建立一颗八叉树，并用于所述结点驱动的结果上的顶点沿着法向和目标模型求交，包括：

确定所述目标模型的包围盒，所述包围盒包含所述目标模型的所有三角面片；

对所述包围盒进行递归切分，每次将一个大立方体分成八个小立方体，使得每个小立方体各自含有多个三角面片，如果当前的小立方体所包含的面片数量低于预设阈值，则停止切分，否则继续切成八个更小的立方体，直到立方体所含面片的数量低于所述预设阈值；

在构造所述八叉树之后，还包括：

检测每个立方体是否和直线相交；

如果和所述直线不相交，则结束计算；

在八叉树构造完成后，得到多个不同尺寸的立方体，在判断直线和目标模型上某一个面片相交时，先检测和直线相交的立方体，如果立方体和直线不相交，则判断得到立方体所含的面片与直线不相交结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过对所述目标模型进行多视角渲染，检测出人脸特征点三维位置，以进行目标模型的人脸姿态估计。

3.一种三维人脸的非刚性配准装置，其特征在于，包括：

形变模块，用于通过结点驱动的网格变形方式，对输入的三维人脸模板进行非刚性形变，得到结点驱动的结果；

求交模块，用于为目标扫描建立一颗八叉树，并用于所述结点驱动的结果上的顶点沿着法向和目标模型求交；

寻找模块，用于在迭代过程中，为模板上每个顶点沿着法向寻找在所述目标模型上的对应点，接以所述对应点作为约束，对模板网格进行拉普拉斯变形，直至满足预设迭代条件，获得与所述目标模型表面贴近的中间结果；以及

位移模块，用于根据所述中间结果，为每个顶点计算沿着法向的位移，得到模板上每个顶点的最终位置，得到最终非刚性配准结果；

所述求交模块进一步用于确定所述目标模型的包围盒，所述包围盒包含所述目标模型的所有三角面片；对所述包围盒进行递归切分，每次将一个大立方体分成八个小立方体，使得每个小立方体各自含有多个三角面片，如果当前的小立方体所包含的面片数量低于预设阈值，则停止切分，否则继续切成八个更小的立方体，直到立方体所含面片的数量低于所述预设阈值；

还包括：

检测模块，用于在构造所述八叉树之后，检测每个立方体是否和直线相交，如果和所述直线不相交，则结束计算；

在八叉树构造完成后，得到多个不同尺寸的立方体，在判断直线和目标模型上某一个面片相交时，先检测和直线相交的立方体，如果立方体和直线不相交，则判断得到立方体所含的面片与直线不相交结果。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

渲染模块，用于通过对所述目标模型进行多视角渲染，检测出人脸特征点三维位置，以进行目标模型的人脸姿态估计。