[发明专利]一种基于改进可编辑的三维生成方法

说明书

本发明公开了一种可编辑的三维发型生成方法。具体涉及一种基于改进Hair‑GAN的可编辑三维发型生成方法。该方法主要包括：首先，设计一个图像编辑界面，通过该界面，用户可以设计出自己想要的发型形状、发丝方向。之后，在一个发型图片数据库中检索出形状和发丝方向均与编辑的发型相匹配的图像，进而对检索到的图片样本进行细节处理。并将处理好的图片样本的二维方向图、置信图等作为输入信息传入改进的Hair‑GAN框架中，该框架将输入的二维信息转换为相应的三维方向体素场来引导生成三维发型。而改进的Hair‑GAN框架是根据VAE‑GAN框架改进的，目的是减少其生成三维发型方向体素场的训练难度，提高生成效率与精确度，使得设计出来的三维发型更加真实，更加符合用户的要求。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术、计算机图形学和计算机视觉领域，具体涉及一种基于改进的Hair-GAN的可编辑三维发型生成方法。

背景技术

随着新兴的虚拟现实与增强现实技术的日益发展，追求个性化的用户群体热衷于现实世界与数字世界的交互融合，因此对终端用户开放的虚拟角色建模应用广泛受到了人们的欢迎。发型建模是虚拟角色建模的一个重要组成部分，不同的发型能够反映出不同角色的身份、性格甚至喜好。实现与现实世界输入相似的发型建模，能够让虚拟角色更加生动、逼真、个性化。然而，由于现实发型的多样性及其错综复杂的几何结构，灵活的创建出用户需要的、真实的虚拟三维发型一直是图形学研究中的一项重大挑战。

近些年来，深度学习算法在很多研究领域得到了广泛使用，并成为了一种流行趋势。深度学习算法的特征之一是通过对数据库中多样化数据的学习，有效地将数据库模型信息转化为高维度的特征参数表示。而在近些年来，许多学者们在生成三维发型的方法中都受到了深度学习的思想启发，并将其引入基于图像的三维发型建模研究中，然而在生成模型的过程之中，往往会出现训练困难，生成结果缺乏真实性等情况。并且在目前的三维发型重建的过程中，人们往往都是根据现有图像中的发型进行重建，而没有根据用户的需求、想法创建出用户想要的发型，也就是缺乏交互性。因此，使用深度学习算法创建出可以由用户自由编辑、自由设计的三维发型具有重要的突破意义。

本发明针对可编辑的三维发型进行研究，通过一个图像编辑界面，用户可以设计出自己想要的发型形状、发丝方向。之后，将在一个有着大量发型图片的数据库中进行检索，检索出形状以及发丝方向与编辑图像都十分匹配的图像，进而对检索到的图片进行细节处理。然后将筛选到的图片的二维方向图、置信图等作为输入信息传入改进的Hair-GAN框架中。改进的Hair-GAN框架将输入的二维信息转换为相应的三维方向体素场，在三维方向体素场的引导及约束中生成三维发型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可由用户自由设计、可编辑的三维发型生成方法，减少制作三维模型的人力消耗。本发明在提高三维发型生成的真实性的前提下，提高其交互性、灵活性以及实用性，使用户能够创建出与真实世界输入相似的、满足用户审美需求的、任用户自由编辑设计的三维发型。

本发明具体实现如下所示：

（1）通过一个图像编辑界面，用户设计出自己想要的发型形状、发丝方向；

（2）将一个有着大量发型图片的数据库进行处理，并在该数据库中检索与编辑发型相似的发型图片作为候选样本；

（3）将（2）检索出的候选样本进行细节修改；

（4）根据VAE-GAN框架的结构改进Hair-GAN框架，提高其生成效率与精确度；

（5）将修改后的发型图片生成相应的二维方向信息、置信图以及深度图作为输入信息，输入到改进的Hair-GAN中，由改进的Hair-GAN生成该发型相应的三维方向体素场；

（6）在（5）生成的三维方向体素场的约束下与引导下生成三维发丝，进而完成三维发型的生成。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制：