[发明专利]一种紧凑型高精度三维人脸成像方法

说明书

本发明属于三维机器视觉领域，涉及一种紧凑型高精度三维人脸成像方法，包括光学模块、RGB‑D深度相机、补光灯模组和姿势矫正器；方法为，步骤1、对RGB‑D深度相机与四块全反射镜面系统进行标定；步骤2、将人的下巴固定于姿态矫正器上，确保人脸面部静止不动；步骤3、点云配准；步骤4、纹理映射。通过转动平台，将RGB‑D深度相机的使用数量限制在1台，极大的降低了设备成本；采用10标准球系统作为标定基准，对于4个光路系统的标定精度提升至0.01mm；采用点云配准与纹理融合技术，输出完整的人脸三维模型。

技术领域

本发明属于三维机器视觉领域，涉及一种紧凑型高精度三维人脸成像方法。

背景技术

人脸面部信息是医疗美容行业的核心信息，对医疗美容医生的诊断、手术起到至关重要的作用。当前医美行业所使用的设备均为二维照片信息，无法精准的表现出来面部三维结构，对于整形手术的术前分析和术后效果仿真无法提供直观的展示。另外，医美行业中大量的实体门店体量较小，对于大型医美分析设备的配备能力不足，主要体现在没有足够的空间进行放置，而且对使用者的操作技能水平要求较高。因此，医疗美容行业对于便捷式、小体积、高精度的三维人脸成像仪具有迫切的需求。

发明内容

为解决背景技术中提到的问题，本发明展示了一种紧凑型高精度三维人脸成像方法。

为实现上述目的，现提供技术方案如下：

一种紧凑型高精度三维人脸成像装置，

包括光学模块、RGB-D深度相机、补光灯模组和姿势矫正器；

光学模块的下部设置有结构支架，用于对面部的反射；

RGB-D深度相机设置在旋转平台，通过驱动控制器控制旋转平台的角度，用于对面部的拍摄；

补光灯模组设置在光学模块上部，对面部进行补光；

姿势矫正器用于对面部所在位置的限定。

进一步的，所述光学模块包括为四组全反射镜面，四组全反射镜面的中心位于椭圆上，通过角度调整使四组全反射镜覆盖人脸完整面部区域。

进一步的，所述姿势矫正器位于椭圆焦点的F1处，所述RGB-D深度相机设置在椭圆焦点的F2处。

一种三维人脸成像方法，包括：

步骤1、对RGB-D深度相机与四块全反射镜面系统进行标定；

步骤2、将人的下巴固定于姿态矫正器上，确保人脸面部静止不动；

步骤3、点云配准；

步骤4、纹理映射。

进一步的，步骤1.1、根据深度相机对应四个光学全反射镜面的视场范围设计标定球，标定球精度为0.1um；

步骤1.2、将标定板顺时针依次在全反射镜面一与全反射镜面二之间的公共成像区一、全反射镜面二与全反射镜面三之间的公共成像区二、全反射镜面三与全反射镜面四的之间的公共成像区三内摆放4个不同姿态；

步骤1.3、用RGB-D深度相机转动到步骤1.2中的公共成像区一、公共成像区二和公共成像区三分别对应的扫描位一、扫描位二和扫描位三采集对应姿态下的标定球点云数据；

步骤1.4、对标定球点云进行去噪、球体拟合后，可依次求出公共成像区一、公共成像区二和公共成像区三之间的旋转平移矩阵。

进一步的，所述标定球为10个直径相同、相对距离不同的标准球组成的高精度三维标定球系统，对x、y、z的标定精度为0.05mm，α、β、γ的标定精度为0.02rad。