[发明专利]一种三维人脸模型的构造方法和系统

权利要求书

1.一种三维人脸模型构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

依据在正面人脸图片中的轮廓控制点和人脸网格模型上对应网格控制点之间建立的第一映射关系，对所述人脸网格模型中所有的点作相应的位置调整；所述人脸网格模型由通用三维人脸模型投影得到，所述第一映射关系由多个选取的对应点计算得到；

在正面人脸图片器官上的轮廓控制点和已调整过的人脸网格模型器官上的网格控制点中选取对应的关键轮廓控制点和关键网格控制点，并确定各个点的邻域；所述邻域内还包括多个轮廓控制点和网格控制点；

依据关键网格控制点建立三角网，确定人脸网格模型上的非网格控制点所在的三角网中的三角形；

依据建立的邻域内对应的轮廓控制点和网格控制点的第二映射关系，对确定该邻域的关键网格控制点进行位置调整；

依据各个三角形的三个顶点调整前后的坐标，分别建立各自的第三映射关系，依据第三映射关系对所述三角形内的所有非网格控制点进行位置调整；

将调整后的人脸网格模型中的点的平面坐标作为通用三维人脸模型的X，Y坐标，对通用三维人脸模型进行调整；

对调整后的通用三维人脸模型添加纹理，得到三维人脸模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在投影得到人脸网格模型之前还包括对通用三维人脸模型进行姿态矫正步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述姿态矫正步骤包括：

在通用三维人脸模型上标出双眼中心的位置和嘴巴中心的位置，根据这三个点计算出经过这三个点的平面的法向量N；

调整通用三维人脸模型，直至法向量N与三维坐标的Z轴重合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立第一映射关系之前进一步包括：将正面人脸图片和人脸网格模型上的坐标原点调整至脸部相同位置点的坐标归一化处理步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式建立第一映射关系：

将多个相应的轮廓控制点和网格控制点代入二元一次方程；

计算得到各个系数，建立具体的二元一次关系式。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定关键轮廓控制点或关键网格控制点的邻域的预置规则为：

以该点为中心，长、宽为该点所在器官长度的1/3单位的正方形。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式建立第二映射关系：

将邻域中的多个相应的轮廓控制点和邻域中的网格控制点代入二元一次方程；

计算得到各个系数，建立具体的二元一次关系式。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式建立第三映射关系：

将三角网中某一三角形三个顶点的原坐标和调整后的坐标代入二元一次方程；

计算得到各个系数，建立针对该三角形的具体的二元一次关系式。

9.一种三维人脸模型构造系统，其特征在于，包括：

投影装置，用于将通用三维人脸模型投影到二维平面得到人脸网格模型；

第一变形装置，用于依据在正面人脸图片中的轮廓控制点和人脸网格模型上对应网格控制点之间建立的第一映射关系，对所述人脸网格模型中所有的点作相应的位置调整；

邻域确定装置，用于在正面人脸图片器官上的轮廓控制点和已调整过的人脸网格模型器官上的网格控制点中选取对应的关键轮廓控制点和关键网格控制点，并确定各个点的邻域；

建网装置，用于依据关键网格控制点建立三角网，确定人脸网格模型上的非网格控制点所在的三角网中的三角形；

第二变形装置，用于依据建立的邻域内对应的轮廓控制点和网格控制点的第二映射关系，对确定该邻域的关键网格控制点进行位置调整；

第三变形装置，用于依据各个三角形的三个顶点调整前后的坐标，分别建立各自的第三映射关系，依据第三映射关系对所述三角形内的所有非网格控制点进行位置调整；

调整装置，用于将调整后的人脸网格模型中的点的平面坐标作为通用三维人脸模型的X，Y坐标，对通用三维人脸模型进行调整；

纹理添加装置，用于对调整后的通用三维人脸模型添加纹理，得到三维人脸模型。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述的投影装置之前还包括姿态矫正装置，姿态矫正装置用于对通用三维人脸模型进行姿态矫正。