人臉3D模型的生成方法及系統與流程

本發明涉及3D模型技術領域，尤其涉及一種人臉3D模型的生成方法及系統。

背景技術：

隨著計算機硬軟件技術和圖像處理技術的高速發展，3D模型開始應用到各行各業當中。在人體3D建模時，通常通過3D人體掃描儀掃描人體而生成人體掃描模型，但這種方式生成的人體掃描模型在非正臉部分比如頭發和衣服容易出現錯誤或誤差，進而導致人臉3D建模的錯誤率和誤差較高而成功率較低。為修正錯誤和誤差，現有人體3D建模通常需要美工人工對生成的人體掃描模型進行美化處理，導致致人臉3D建模的精確度和工作效率較低。

技術實現要素：

鑒于此，本發明提供一種人臉3D模型的生成方法及系統，解決現有人體3D建模時因人體掃描模型的錯誤率和誤差較高而導致成功率、精確度和工作效率較低的技術問題。

根據本發明的一個實施例，提供一種人臉3D模型的生成方法，包括：獲取人臉掃描模型；分割獲取的人臉掃描模型以提取人臉掃描模型的正臉部分；根據獲取的人臉掃描模型判斷人體性別；根據判斷的人體性別調取對應的男/女公共模型；分割調取的公共模型以提取公共模型的非正臉部分；將提取的人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型；以及對生成的人臉3D模型進行平滑處理，并輸出所述人臉3D模型。

優選的，所述分割獲取的人臉掃描模型以提取人臉掃描模型的正臉部分，包括：調取人臉模型識別算法；根據調取的人臉模型識別算法對獲取的人臉掃描模型進行分割處理；以及識別并提取人臉掃描模型的正臉部分。

優選的，所述將提取的人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型，包括：獲取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的尺寸；調整所述人臉掃描模型的正臉部分的尺寸，以適配所述公共模型的非正臉部分的尺寸；以及將調整后的人臉掃描模型的正臉部分與所述公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型。

優選的，所述對生成的人臉3D模型進行平滑處理，包括：調取人臉模型接縫平滑算法；以及根據調取的人臉模型接縫平滑算法對生成的人臉3D模型進行平滑處理以消除接縫。

優選的，所述獲取人臉掃描模型，包括：通過3D人體掃描儀掃描人臉以獲取人臉掃描模型。

根據本發明的另一個實施例，還提供一種人臉3D模型的生成系統，包括：人臉掃描模型獲取模塊，用于獲取人臉掃描模型；正臉提取模塊，用于分割所述人臉掃描模型獲取模塊獲取的人臉掃描模型以提取人臉掃描模型的正臉部分；性別判斷模塊，用于根據所述人臉掃描模型獲取模塊獲取的人臉掃描模型判斷人體性別；公共模型調取模塊，用于根據所述性別判斷模塊判斷的人體性別調取對應的男/女公共模型；非正臉提取模塊，用于分割所述公共模型調取模塊調取的公共模型以提取公共模型的非正臉部分；縫合處理模塊，用于將所述正臉提取模塊提取的人臉掃描模型的正臉部分和所述非正臉提取模塊提取的公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型；以及平滑處理和輸出模塊，用于對所述縫合處理模塊生成的人臉3D模型進行平滑處理并輸出所述人臉3D模型。

優選的，所述正臉提取模塊包括：人臉模型識別算法調取單元，用于調取人臉模型識別算法；分割處理單元，用于根據所述人臉模型識別算法調取單元調取的人臉模型識別算法對所述人臉掃描模型獲取模塊獲取的人臉掃描模型進行分割處理；以及識別和提取單元，用于識別并提取所述分割處理單元分割處理的人臉掃描模型的正臉部分。

優選的，所述縫合處理模塊包括：尺寸獲取單元，用于獲取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的尺寸；尺寸調整單元，用于調整所述人臉掃描模型的正臉部分的尺寸，以適配所述公共模型的非正臉部分的尺寸；以及縫合處理單元，用于將所述尺寸調整單元調整后的人臉掃描模型的正臉部分與所述公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型。

優選的，所述平滑處理和輸出模塊包括：人臉模型接縫平滑算法調取單元，用于調取人臉模型接縫平滑算法；平滑處理單元，用于根據所述人臉模型接縫平滑算法調取單元調取的人臉模型接縫平滑算法對生成的人臉3D模型進行平滑處理以消除接縫；以及輸出單元，用于輸出所述平滑處理單元平滑處理后的人臉3D模型。

優選的，所述人臉掃描模型獲取模塊是3D人體掃描儀。

本發明提供的人臉3D模型的生成方法及系統，分別分割提取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分，并對兩者進行縫合處理和平滑處理以生成新的人臉3D模型，保留了人體掃描模型中典型的正臉特征部分，融合了公共模型中典型的非正臉特征部分，同時還避免了縫合接縫對人臉3D模型造成的影響和誤差，相比現有通過美工人工處理人體掃描模型中錯誤或缺陷時較低的工作效率和較低的準確度，有效避免了現有3D人體掃描儀生成的人體掃描模型在非正臉部分容易出現錯誤而導致人臉3D模型的錯誤率和誤差較高的問題，同時方便快捷地生成精確的人臉3D模型，提高了人臉3D建模的成功率、精確度和工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一個實施例中人臉3D模型的生成方法的流程示意圖。

圖2為本發明一個實施例中分割提取人臉掃描模型的正臉部分的流程示意圖。

圖3為本發明一個實施例中縫合處理生成人臉3D模型的流程示意圖。

圖4為本發明一個實施例中人臉3D模型平滑處理的流程示意圖。

圖5為本發明另一個實施例中人臉3D模型的生成系統的結構示意圖。

圖6為本發明另一個實施例中正臉提取模塊的結構示意圖。

圖7為本發明另一個實施例中縫合處理模塊的結構示意圖。

圖8為本發明另一個實施例中平滑處理和輸出模塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步更詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以結合具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發明的優選實施方式的范圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本發明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。

圖1為本發明一個實施例中人臉3D模型的生成方法的流程示意圖。如圖所示，所述人臉3D模型的生成方法，包括：

步驟S101：獲取人臉掃描模型。

當需要針對特定人體建立人臉3D模型時，可將人體安置在3D人體掃描儀的電動轉盤上轉動，所述3D人體掃描儀的傳感器掃描人體的人臉部分，以獲取人臉掃描模型，所述人臉掃描模型包括人臉部分的三維數據。

步驟S102：分割獲取的人臉掃描模型以提取人臉掃描模型的正臉部分。

在通過3D人體掃描儀獲取人臉掃描模型后，提取人臉模型的正臉部分。具體的，參見圖2，所述分割提取人臉掃描模型的正臉部分，包括：

步驟S201：調取人臉模型識別算法。

步驟S202：根據調取的人臉模型識別算法對獲取的人臉掃描模型進行分割處理。

步驟S203：識別并提取人臉掃描模型的正臉部分。

在本實施例中，通過調取預設的人臉模型識別算法對獲取的人臉掃描模型進行分割處理，將所述人臉掃描模型分割為正臉部分和非正臉部分(比如頭發和衣服)，然后識別并提取其中的正臉部分，也即是人體模型中最為典型的特征部分。

步驟S103：根據獲取的人臉掃描模型判斷人體性別。

在本實施例中，通過人臉模型識別算法可分析出典型的男女特征，比如臉型、膚色、五官尺寸等，綜合判斷當前的人臉掃描模型的性別是男還是女。

步驟S104：根據判斷的人體性別調取對應的男/女公共模型。

具體的，當判斷當前的人臉掃描模型的性別是男時，可調取預設的男公共模型；當判斷當前的人臉掃描模型的性別是女時，可調取預設的女公共模型。所述公共模型是根據特定國家或區域男人或女人頭部的三維特征統計預先生成的典型的標準頭顱模型。

步驟S105：分割調取的公共模型以提取公共模型的非正臉部分。

類似的，可通過調取預設的人臉模型識別算法對調取的公共模型進行分割處理，將所述公共模型分割為正臉部分和非正臉部分(比如頭發和衣服)，然后識別并提取其中的非正臉部分，也即是公共模型中典型的非正臉特征部分。

步驟S106：將提取的人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型。

在提取到人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分后，將兩者進行縫合處理以生成人臉3D模型。參見圖3，所述縫合處理生成人臉3D模型，包括：

步驟S301：獲取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的尺寸。

步驟S302：調整所述人臉掃描模型的正臉部分的尺寸，以適配所述公共模型的非正臉部分的尺寸。

步驟S303：將調整后的人臉掃描模型的正臉部分與所述公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型。

在本實施例中，調整人臉掃描模型的正臉部分的尺寸以適配公共模型的非正臉部分，然后對兩者進行縫合處理而生成新的人臉3D模型。新生成的人臉3D模型，保留了建模人體的人體掃描模型中典型的正臉特征部分，同時還融合了公共模型中典型的非正臉特征部分，相比現有通過美工人工處理人體掃描模型中錯誤或缺陷時較低的工作效率和較低的準確度，有效避免了現有3D人體掃描儀生成的人體掃描模型在非正臉部分容易出現錯誤而導致人臉3D模型的錯誤率和誤差較高的問題，同時方便快捷地生成精確的人臉3D模型，提高了人臉3D建模的成功率、精確度和工作效率。

步驟S107：對生成的人臉3D模型進行平滑處理，并輸出所述人臉3D模型。

在縫合處理生成人臉3D模型后，需要對人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的接縫進行優化處理。具體的，參見圖4，所述人臉3D模型平滑處理，包括：

步驟S401：調取人臉模型接縫平滑算法。

步驟S402：根據調取的人臉模型接縫平滑算法對生成的人臉3D模型進行平滑處理以消除接縫。

在生成新的人臉3D模型后，繼續調取人臉模型接縫平滑算法對人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的接縫進行優化處理，避免了縫合接縫對人臉3D模型造成的影響和誤差，提高了人臉3D建模的精確度和成功率。

在本實施例的人臉3D模型的生成方法中，分別分割提取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分，并對兩者進行縫合處理和平滑處理以生成新的人臉3D模型，保留了人體掃描模型中典型的正臉特征部分，融合了公共模型中典型的非正臉特征部分，同時還避免了縫合接縫對人臉3D模型造成的影響和誤差，相比現有通過美工人工處理人體掃描模型中錯誤或缺陷時較低的工作效率和較低的準確度，有效避免了現有3D人體掃描儀生成的人體掃描模型在非正臉部分容易出現錯誤而導致人臉3D模型的錯誤率和誤差較高的問題，同時方便快捷地生成精確的人臉3D模型，提高了人臉3D建模的成功率、精確度和工作效率。

圖5為本發明另一個實施例中人臉3D模型的生成系統的結構示意圖。如圖所示，在上述方法實施例的基礎上，本實施例中的人臉3D模型的生成系統100，包括依次連接的人臉掃描模型獲取模塊10、正臉提取模塊20、性別判斷模塊30、公共模型調取模塊40、非正臉提取模塊50、縫合處理模塊60和平滑處理和輸出模塊70。

在本實施例中，當需要針對特定人體建立人臉3D模型時，可將人體安置在所述人臉掃描模型獲取模塊10比如3D人體掃描儀的電動轉盤上轉動，所述人臉掃描模型獲取模塊10比如所述3D人體掃描儀的傳感器掃描人體的人臉部分，以獲取人臉掃描模型，所述人臉掃描模型包括人臉部分的三維數據。

在通過所述人臉掃描模型獲取模塊10比如3D人體掃描儀獲取人臉掃描模型后，所述正臉提取模塊20提取人臉模型的正臉部分。具體的，參見圖6，所述正臉提取模塊20包括人臉模型識別算法調取單元201、分割處理單元202和識別和提取單元203。

其中，所述人臉模型識別算法調取單元201，用于調取人臉模型識別算法；所述分割處理單元202，用于根據所述人臉模型識別算法調取單元201調取的人臉模型識別算法對所述人臉掃描模型獲取模塊10獲取的人臉掃描模型進行分割處理；所述識別和提取單元203，用于識別并提取所述分割處理單元202分割處理的人臉掃描模型的正臉部分。

在本實施例中，通過所述人臉模型識別算法調取單元201調取預設的人臉模型識別算法對所述人臉掃描模型獲取模塊10獲取的人臉掃描模型進行分割處理，所述分割處理單元202將所述人臉掃描模型分割為正臉部分和非正臉部分(比如頭發和衣服)，然后所述識別和提取單元203識別并提取其中的正臉部分，也即是人體模型中最為典型的特征部分。

所述性別判斷模塊30，用于根據所述人臉掃描模型獲取模塊10獲取的人臉掃描模型判斷人體性別。具體的，所述性別判斷模塊30通過人臉模型識別算法可分析出典型的男女特征，比如臉型、膚色、五官尺寸等，綜合判斷當前的人臉掃描模型的性別是男還是女。

所述公共模型調取模塊40，用于根據所述性別判斷模塊30判斷的人體性別調取對應的男/女公共模型。具體的，當所述性別判斷模塊30判斷當前的人臉掃描模型的性別是男時，所述公共模型調取模塊40可調取預設的男公共模型；當所述性別判斷模塊30判斷當前的人臉掃描模型的性別是女時，所述公共模型調取模塊40可調取預設的女公共模型。所述公共模型是根據特定國家或區域男人或女人頭部的三維特征統計預先生成的典型的標準頭顱模型。

所述非正臉提取模塊50，用于分割所述公共模型調取模塊40調取的公共模型以提取公共模型的非正臉部分。類似的，所述非正臉提取模塊50可通過調取預設的人臉模型識別算法對所述公共模型調取模塊40調取的公共模型進行分割處理，將所述公共模型分割為正臉部分和非正臉部分(比如頭發和衣服)，然后識別并提取其中的非正臉部分，也即是公共模型中典型的非正臉特征部分。

所述縫合處理模塊60，用于將所述正臉提取模塊20提取的人臉掃描模型的正臉部分和所述非正臉提取模塊50提取的公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型

在所述正臉提取模塊20提取到人臉掃描模型的正臉部分和所述非正臉提取模塊50提取到公共模型的非正臉部分后，所述縫合處理模塊60將兩者進行縫合處理以生成人臉3D模型。參見圖7，所述縫合處理模塊60包括尺寸獲取單元601、尺寸調整單元602和縫合處理單元603。

其中，所述尺寸獲取單元601，用于獲取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的尺寸；所述尺寸調整單元602，用于調整所述人臉掃描模型的正臉部分的尺寸，以適配所述公共模型的非正臉部分的尺寸；所述縫合處理單元603，用于將所述尺寸調整單元602調整后的人臉掃描模型的正臉部分與所述公共模型的非正臉部分進行縫合處理，以生成人臉3D模型。

在本實施例中，所述尺寸調整單元602調整人臉掃描模型的正臉部分的尺寸以適配公共模型的非正臉部分，然后所述縫合處理單元603對兩者進行縫合處理而生成新的人臉3D模型。所述縫合處理單元603新生成的人臉3D模型，保留了建模人體的人體掃描模型中典型的正臉特征部分，同時還融合了公共模型中典型的非正臉特征部分，相比現有通過美工人工處理人體掃描模型中錯誤或缺陷時較低的工作效率和較低的準確度，有效避免了現有3D人體掃描儀生成的人體掃描模型在非正臉部分容易出現錯誤而導致人臉3D模型的錯誤率和誤差較高的問題，同時方便快捷地生成精確的人臉3D模型，提高了人臉3D建模的成功率、精確度和工作效率。

在所述縫合處理模塊60縫合處理生成人臉3D模型后，所述平滑處理和輸出模塊70對所述縫合處理模塊60生成的人臉3D模型進行平滑處理并輸出所述人臉3D模型。參見圖8，所述平滑處理和輸出模塊70包括人臉模型接縫平滑算法調取單元701、平滑處理單元702和輸出單元703。

其中，所述人臉模型接縫平滑算法調取單元701，用于調取人臉模型接縫平滑算法；所述平滑處理單元702，用于根據所述人臉模型接縫平滑算法調取單元701調取的人臉模型接縫平滑算法對生成的人臉3D模型進行平滑處理以消除接縫；所述輸出單元703，用于輸出所述平滑處理單元702平滑處理后的人臉3D模型。在所述縫合處理模塊60生成新的人臉3D模型后，所述平滑處理和輸出模塊70繼續調取人臉模型接縫平滑算法對人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分的接縫進行優化處理，避免了縫合接縫對人臉3D模型造成的影響和誤差，提高了人臉3D建模的精確度和成功率。

在本實施例的人臉3D模型的生成系統100中，正臉提取模塊20和非正臉提取模塊50分別分割提取人臉掃描模型的正臉部分和公共模型的非正臉部分，縫合處理模塊60對兩者進行縫合處理和平滑處理以生成新的人臉3D模型，保留了人體掃描模型中典型的正臉特征部分，融合了公共模型中典型的非正臉特征部分，同時還避免了縫合接縫對人臉3D模型造成的影響和誤差，相比現有通過美工人工處理人體掃描模型中錯誤或缺陷時較低的工作效率和較低的準確度，有效避免了現有3D人體掃描儀生成的人體掃描模型在非正臉部分容易出現錯誤而導致人臉3D模型的錯誤率和誤差較高的問題，同時方便快捷地生成精確的人臉3D模型，提高了人臉3D建模的成功率、精確度和工作效率。

應當理解，本發明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟件或固件來實現。例如，如果用硬件來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用于對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。