[发明专利]一种异构骨架之间的姿势迁移方法及装置

说明书

本申请公开的一种异构骨架之间的姿势迁移方法及装置，源骨架为通过现有技术手段直接采集用户的骨架，通过节点匹配、反镜像变换、全局到局部变换转换和坐标空间转换，把采集到的姿势，迁移到目标骨架上，从而可以应用来控制三维模型，能够有效转换两种异构骨架的骨架信息，完成骨架姿势迁移，虚拟现实厂商不需要对用户骨架进行采集，只需要将源骨架信息迁移到三维模型目标骨架就能实现控制三维模型运动，降低了三维模型构建的成本。

技术领域

本申请涉及三维模型骨架迁移技术领域，尤其涉及一种异构骨架之间的姿势迁移方法及装置。

背景技术

随着文化产业的繁荣，越来越多的智能设备和技术应用在智慧文化领域。当前，计算机图形技术，可以应用到设计、娱乐、教育、训练等多个领域。而对现实人体的动作进行采集、识别、应用，在这些领域中，应用广泛。特别是在虚拟现实、游戏或动画等制作过程中，完整地给虚拟人物赋予动作功能是一个庞大的工作，因此，经常会通过采集现实人体的动作数据，比如：躯体、四肢、脸部的动作，然后把动作迁移都虚拟人物上，以此来达到既逼真又高效的效果。人体的姿势动作采集的方式主要有两类。一种为基于可穿戴设备的动作识别技术，另一种是基于计算机视觉技术。

姿势采集的方法目前已经通过多种方式实现了，如通过体感周边外设Kinect通过人体行为模型的构建和动作数据的分类识别采集骨架信息，，直接采集到的骨架也称为原骨架。各种方法获取的姿势描述信息也不尽相同，即使都是以骨架的方式描述，由于所基于的原始数据不一样，骨架描述也没有统一的格式。另一方面，在虚拟现实中，需要使用到多种多样的三维模型，称为目标骨架。这些模型可能出自不同艺术家、厂商，它们的骨架也不尽相同，跟前面所述的采集所得的骨架经常也不一样，实际应用是基于这些三维模型应用开发，如果每个厂商的三维模型骨架都需要通过外设采集，需要增加较多的设备，成本较高。因此如果将现有的体感周边外设如Kinect采集到的骨架信息迁移到这些虚拟现实厂商的三维模型骨架，既将采集到的源骨架信息迁移到目标骨架，将能降低三维模型构建的成本。在进行骨架信息迁移时，特别是当这两个骨架是异构时，不能通过简单的变换实现姿势迁移，现有技术中缺乏能够有效转换两种异构骨架的迁移方法。

发明内容

本申请实施例提供一种异构骨架之间的姿势迁移方法及装置，能够有效转换两种异构骨架的骨架信息，完成骨架姿势迁移。

有鉴于此，本申请提供了一种异构骨架之间的姿势迁移方法，包括以下步骤：节点匹配，选取匹配节点，将源骨架和目标骨架中存在对应的节点进行匹配；反镜像变化，将所述源骨架的旋转矩阵Rk点乘反镜像变化矩阵M获取反镜像旋转矩阵R’k；全局变换转局部变换，将所述反镜像旋转矩阵R’k转换为局部相对变换矩阵R”k；坐标空间转换，进行模型空间转换，将所述局部相对变换矩阵R”k转换为目标骨架的旋转变换矩阵R’s；计算迁移后所述目标骨架中的骨骼位置B’s(i)，若所述目标骨架的节点与所述源骨架的节点存在匹配，则B’s(i)＝Bs(i)*R’s(i)*Ts(i)*Ws(Ps(i))；若所述目标骨架的节点与所述源骨架的节点没有存在匹配，则B’s(i)＝Bs(i)*Rs(i)*Ts(i)*Ws(Ps(i))；其中，Bs(i)＝[0,0,0,1；1,0,0,1]，为标准骨骼；i为目标骨架节点的序号；Ts(i)为目标节点的平移矩阵；Rs(i)为目标节点的旋转矩阵，Ws(Ps(i))为目标节点的父节点的全局变换。

可选地，所述反镜像变化矩阵M＝[1,-1,-1,1；-1,1,1,1；-1,1,1,1；1,1,1,1]。

可选地，所述源骨架的旋转矩阵Rk由源骨架输出的每个节点的四元组数据Qk(i)转换得到。

可选地，所述目标节点的平移矩阵Ts(i)和旋转矩阵Rs(i)分别由所述目标骨架的节点的平移向量(dxi,dyi,dzi)和四元组数据Qs(i)转换得到。

可选地，所述局部相对变换矩阵R”k的转换方法为：R”k(i)＝R’k(i)*Inv(R’k(Pk(i)))，其中，Pk(i)表示取出与i对应的父节点序号，函数Inv(m)是求传入参数矩阵m的逆。