[发明专利]一种生物模型构建方法和三维尺寸测量方法

说明书

本申请提供一种生物模型构建方法、装置、电子设备及存储介质，用于改善获得生物体模型的精度较低的问题。该方法包括：获取多个网格拓扑，多个网格拓扑是对真实的生物体部位进行三维扫描和建模获得的，多个网格拓扑中的任意两个具有不同的姿态和形状；获取模板拓扑，并根据模板拓扑对多个网格拓扑的姿态和尺度进行归一化对齐，获得具有相同姿态和尺度的多个形状拓扑；对多个形状拓扑进行平均值计算，获得均值拓扑，并提取多个形状拓扑中的每个形状拓扑的特征向量，获得多个特征向量；根据均值拓扑和多个特征向量构建参数化生物模型。

技术领域

本申请涉及计算机视觉和计算机图形学的技术领域，具体而言，涉及一种生物模型构建方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，通过使用景深摄像头或者深度摄像头对真实用户的足部进行三维扫描，或者，使用激光扫描技术进行激光扫描，获得点云数据。然后，根据点云数据进行建模，从而获得生物体模型，然而在具体的实践过程中发现，在三维扫描或者激光扫描获得的点云数据中出现很多杂点或噪音点，导致获得生物体模型的精度较低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种生物模型构建方法、装置、电子设备及存储介质，用于改善获得生物体模型的精度较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种生物模型构建方法，包括：获取多个网格拓扑，多个网格拓扑是对真实的生物体部位进行三维扫描和建模获得的，多个网格拓扑中的任意两个具有不同的姿态和形状；获取模板拓扑，并根据模板拓扑对多个网格拓扑的姿态和尺度进行归一化对齐，获得具有相同姿态和尺度的多个形状拓扑；对多个形状拓扑进行平均值计算，获得均值拓扑，并提取多个形状拓扑中的每个形状拓扑的特征向量，获得多个特征向量；根据均值拓扑和多个特征向量构建参数化生物模型。

在上述的实现过程中，通过对三维扫描和建模获得的多个网格拓扑的姿态和尺度进行归一化对齐，获得具有相同姿态和尺度的多个形状拓扑，然后，根据多个形状拓扑的均值拓扑和多个特征向量构建参数化生物模型，有效地避免了直接使用包括杂点或者噪音点的点云数据进行建模导致获得较低精度的生物体模型的情况，且对多个网格拓扑的姿态和尺度进行归一化对齐，能够避免姿态和尺度没有对齐给生物体模型带来的影响，从而有效地提高了获得生物体模型的精度。

在第一方面的一种实现方式中，根据模板拓扑对多个网格拓扑的姿态和尺度进行归一化对齐，获得具有相同姿态和尺度的多个形状拓扑，包括：根据模板拓扑对网格拓扑进行刚性变换，获得网格拓扑的刚性变换参数；根据网格拓扑的刚性变换参数对网格拓扑进行姿态对齐，获得姿态对齐后的网格拓扑；在模板拓扑的地标点与网格拓扑的地标点约束的情况下，对姿态对齐后的网格拓扑进行非刚性变换和最邻近点对齐，获得形状拓扑。

在上述的实现过程中，通过根据网格拓扑的刚性变换参数对网格拓扑进行姿态对齐，获得姿态对齐后的网格拓扑；在模板拓扑的地标点与网格拓扑的地标点约束的情况下，对姿态对齐后的网格拓扑进行非刚性变换和最邻近点对齐，从而避免了没有姿态对齐、非刚性变换或者最邻近点对齐的情况，有效地提高了获得形状拓扑的精度。

在第一方面的一种实现方式中，对姿态对齐后的网格拓扑进行非刚性变换和最邻近点对齐，获得形状拓扑，包括：使用非刚性迭代最近点算法对姿态对齐后的网格拓扑进行非刚性变换，获得变换后的形状拓扑；对变换后的形状拓扑进行最邻近点对齐，获得形状拓扑。

在上述的实现过程中，通过使用非刚性迭代最近点算法对姿态对齐后的网格拓扑进行非刚性变换，获得变换后的形状拓扑；并对变换后的形状拓扑进行最邻近点对齐，从而避免了没有非刚性变换或者最邻近点对齐的情况，有效地提高了获得形状拓扑的精度。

在第一方面的一种实现方式中，在根据均值拓扑和多个特征向量构建参数化生物模型之后，还包括：对参数化生物模型进行三维重建，获得重建生物模型；对重建生物模型进行测量，获得生物体部位的三维尺寸。