[发明专利]人体三维数据模型库的生成方法

权利要求书

1.人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1)建立人体三维虚拟模型库：

生成与真实测量数据对应的任意大小的标准姿势人体三维虚拟模型库；所述虚拟模型库为m×n×3的矩阵，其中m为模型数量，n为顶点数量；所述任意大小的标准姿势人体的身高为1.2米至2.2米；

步骤2)通过学习得到虚拟模型体态标签的权重和偏移量：

采用线性回归公式Y₀＝W₀X_已知+b₀，使Y₀和Y_实测偏差最小，学习得到W_学和b_学；其中：

Y₀为计算出的测量数据；

X_已知为已知向量[height,weight,label0,label1,…,labelN]，其中label0，…，labelN为体态标签；

Y_实测为实际测量数据；

W₀为需要学习的权重；

b₀为需要学习的偏移量；

W_学为学习得到的权重；

b_学为学习得到的偏移量；

步骤3)获取PCA主特征值：

按照下式预测出PCA特征值，作为线性回归模型向量：

Y＝W_学X+b_学

Y为最终预测出的向量；

X为模型实测的向量[height,weight,label0,label1,…,labelN]，其中label0，…，labelN为体态标签；

再从预测出的PCA特征值，取特征值大的前n个值作为PCA主特征值，其中n为大于1的自然数；

步骤4)计算模型数据：

根据步骤3)中得到的线性回归模型向量以及PCA主特征值，反向计算出顶点数据，加上已有模型的拓朴信息，反推出模型数据，建立符合虚拟拍照要求的人体三维模型库。

2.根据权利要求1所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：所述步骤1)的具体步骤为：

采用人体建模软件，根据原始模型生成具有一定拓扑结构的基础模型，再根据基础模型生成与真实测量数据对应的任意大小的标准姿势人体三维虚拟模型库；所述原始模型包括真实人体或人工建立的模型。

3.根据权利要求2所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：所述步骤1)还包括对基础模型进行修订的步骤，

判断基础模型的姿势是否符合标准姿势；若不符合，则对原始模型进行自动测量并记录变形前被测部位的测量数据，再将基础模型的姿势变形为标准姿势，重新进行自动测量并记录变形后被测部位的测量数据。

4.根据权利要求1所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：所述步骤3)还包括统一模型位置的步骤：

根据PCA特征值预测结果与真实测量结果的差值求均值和方差，根据统计结果选取n值使得均值和方差最小。

5.根据权利要求4所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：所述n的取值范围8至20。

6.根据权利要求1所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于，还包括在步骤4)建立的人体三维模型库的基础上添加随机噪声模型的步骤5)，

步骤5)在模型原点所在同一平面上随机分布于半径为1-6cm的圆圈内，对测量数据进行调整，生成随机噪声模型，以模拟实际拍照过程中不可控制的微小变量；所述随机噪声包括位置随机噪声和姿势噪声。

7.根据权利要求6所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于：所述圆圈的半径为4cm。

8.根据权利要求1至7之任一所述的人体三维数据模型库的生成方法，其特征在于，还包括优化人体三维数据模型库的步骤6)：

步骤6)

6.1)虚拟拍照，取得二值图；

6.2)利用二值图训练体态标签的神经网络；

6.3)利用少量真实人体测量数据优化体态标签的神经网络，生成优化后的人体三维数据模型库。