[发明专利]一种三维扫描辅助面部建模分析系统

权利要求书

1.一种三维扫描辅助面部建模分析系统，其特征在于，包括三维面部模型建立模块、面部关键点提取模块、面部几何特征测量模块、面部评估模块和网格变形模块；

所述三维面部模型建立模块用于建立面部三维数字网格模型；

所述面部关键点提取模块用于对所述面部三维数字网格模型中的人脸关键点进行拾取并选择需要标记的点；

所述面部几何特征测量模块用于对所述面部关键点提取模块中的关键点构成的几何特征进行不同方式的测量；

所述面部评估模块用于根据用户的需求对用户面部特征中标记的点进行评估并提供面部评估策略；

所述网格变形模块用于在所述面部三维数字网格模型中利用模拟人脸软组织的形变状态和改善网格形变精度的方式对网格进行变形，得到与面部评估策略相符合的面部模型。

2.根据权利要求1所述的一种三维扫描辅助面部建模分析系统，其特征在于：所述网格变形模块包括变形驱动模型选择模块、映射关系建立模块和变形控制方程求解模块；

所述变形驱动模型选择模块依据所述三维面部模型建立模块中模型的形态特点和组织结构，分析驱动模型标准；

所述映射关系建立模块用于建立驱动模型和驱动模型相对应网格间的映射关系，令驱动模型相对应的网格为基网格；所述映射关系建立模块设置驱动模型的全部顶点q；所述映射关系建立模块检索与驱动模型顶点q相对应的基网格上的顶点q’，并计算驱动模型的顶点q与基网格的顶点q’的位置矢量所述映射关系建立模块创建坐标系，并记录位移矢量在坐标系中的位置；所述映射关系建立模块寻找基网格面上距离驱动模型顶点q最近定义为q_s的顶点，且建立驱动模型的顶点q关联位置q_s的变形控制方程；

所述变形控制方程求解模块用于求解变形控制方程并控制驱动模型改变对应网格的形状以实现网格变形。

3.根据权利要求2所述的一种三维扫描辅助面部建模分析系统，其特征在于：所述映射关系建立模块包括基网格顶点检索模块和三角网格面片距离计算模块；

所述基网格顶点检索模块用于检索与驱动模型顶点q构成线性组合的三个基网格顶点q’，且所述三个基网格定点是构成三角网格面片的三个顶点；

所述三角网格面片距离计算模块采用逐个比对的方法检索距离驱动模型顶点q最近的基网格顶点q_s，再利用拓扑关系寻找与最近的基网格顶点q_s相连的全部三角网格面片N，并计算驱动模型顶点q与每个三角网格面片N之间的距离，所述三角网格面片距离计算模块选取距离最小的三角网格面片为N_s。

4.根据权利要求2所述的一种三维扫描辅助面部建模分析系统，其特征在于：所述映射关系建立模块还包括垂直投影点设定模块和变形控制方程建立模块；

所述垂直投影设定模块设置距离最小的三角网格面片N_s的三个顶点分别为q₁、q₂和q₃，设置驱动模型顶点q到距离最小的三角网格面片N_s上的垂直投影点为q_p；

所述变形控制方程建立模块用于建立所述垂直投影设定模块中各点的等式关系，所述等式关系如下：

q_p＝aq₁+bq₂+cq₃

a+b+c＝1

(q-q_p)·(q₂-q₁)＝0

(q-q_p)·(q₃-q₁)＝0

其中a、b和c表示计算过程的参数，所述变形控制方程建立模块依据所述变形控制方程求解模块的解建立驱动模型与三角网格面片的映射关系。