[发明专利]单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法

权利要求书

1.单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、建立基于真实人物的三维模型训练样本库，所述训练样本库中包括多种真实人物体型、多种真实人体姿势和多种服装类型；

步骤二、在所述训练样本库上学习出人体姿势、人物体型及服装之间的变形函数，得到可变换各种姿势、体型及服装的可变形着装三维人物模型，作为可变形模板，并根据所述多种真实人物体型计算出一种平均体型；

步骤三、选取包含待估计三维模型的着装人体影像的单幅人物图像，由用户根据该着装人体影像的着装类型，在所述训练样本库中包括的多种服装类型中选择一种相似的服装类型，并且由用户目测选择该着装人体影像上的多个关节点位置，计算机根据所选出的关节点位置初始化该着装人体影像的三维姿势，并将步骤二中的平均体型和用户选出的服装类型赋予到该三维姿势上，从而得到该人体影像的初始三维模型。

2.如权利要求1所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，在所述步骤三之后，还包括：

步骤四、根据所选出的关节点位置，将初始三维模型投影在单幅人物图像上，得到该着装人体的初始轮廓，并在所述单幅人物图像上对该初始轮廓进行拟合约束，以得到该着装人体的真实轮廓。

3.如权利要求2所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，在所述步骤四之后，还包括：

步骤五、结合所述真实轮廓、所述三维姿势和所选的服装类型，对所述可变形模板进行参数估计，得到符合待估计着装人体的包含体型、服装和姿势的三维着装模型。

4.如权利要求1所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，步骤一中所述的三维模型训练样本库，包括姿势样本库、体型样本库与着装人物样本库。

5.如权利要求4所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，所述三维模型训练样本库的构建包括如下步骤：

I对同一个人的70个姿势进行全身三维扫描，得到的模型作为姿势样本库；

II对111个不同体型人物的站立姿态进行全身三维扫描，得到的模型作为体型样本库；

III对体型样本库中每个人物分别在7种服装类型着装状态下进行建模，得到的模型作为着装人物样本库。

6.如权利要求5所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，步骤III中所述三维模型训练样本库的着装模型的建模包括如下步骤：

A选择一个三维人物模型，对其在着装与非着装两种情况下的三维模型执行内部不可见面片自动清除算法，得到两个包裹模型；

B学习出步骤A中所述的两个包裹模型之间的变形差异，将所述差异传播到体型样本库中的所有体型模型上，得到每个体型模型在所述服装种类下的着装模型；

C对于所有服装类型，分别采用步骤A和步骤B的方法，构建出不同服装类型的着装人物样本库。

7.如权利要求1所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，步骤二中所述的可变形模板对姿势、体型和着装种类这三种变形方式进行了参数化，给定具体的一组低维参数，能够快速地生成相应姿势、体型和着装的三维人物模型。

8.如权利要求1所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，步骤三在人体影像三维姿势的估计上，使用了基于海量三维姿势样本的半自动估计方法，所述方法采用的三维姿势样本的容量级别是百万数量级。

9.根据权利要求2所述的单幅人物图像中着装人体三维模型估计方法，其特征在于，步骤四中所述的着装人体真实轮廓三维模型参数的估计方法包括如下步骤：

a计算出所述初始三维模型与图像中着装人体的真实轮廓的匹配点对；

b使用所述匹配点对作为约束，优化当前的姿势参数；

c在新的姿势参数上更新匹配点对，优化当前的体型参数；

d迭代步骤b和步骤c，直到匹配点对间的差异达到一个预定值时，获得最优的姿势参数和体型参数，使用所述参数可以生成所述图像中着装人体真实轮廓的着装三维模型与体型模型。