[实用新型]头戴式面部捕捉装置及使用该装置的三维面部重建系统

说明书

根据本实用新型的公开，提供了一种头戴式面部捕捉装置以及使用该装置的三维面部重建系统。该头戴式面部捕捉装置包括头戴框架组，头戴框架组包括佩戴于头部上方的上框架，分别连接在上框架的两个末端的两个连接件，连接到连接件中的至少一个并延伸到面部前方的前框架；该头戴式面部捕捉装置还包括设置在前框架上的至少两个摄像机和照明部件，其中在上框架面对至少两个摄像机的表面上具有预设图案，其位于每台摄像机的拍摄范围内。本公开的头戴式面部捕捉装置通过头戴框架组中的一个或多个部件可稳定地固定于头部，便于获得清晰精细的面部表情图像，并且预设图案为至少两个摄像机所拍摄的图案提供对齐的依据，提高了效率并且节省了成本。

技术领域

本公开涉及三维重建技术，具体而言，涉及一种头戴式面部捕捉装置及使用该装置的三维面部重建系统。

背景技术

电影/电视、游戏、广告新媒体等产业都需要使用大量逼真的三维数据组成的虚拟人类。为了获得人物的三维数据，多台照相机(photography camera)阵列可以对真人进行同一时刻多角度照片拍摄，再基于这些照片生成被扫描人物的三维数据。但是由于人脸面部表情更为丰富和细腻，上述这种方式丢掉了表情的动画信息，导致后续需要更多的手动建模和动画处理时间才能将虚拟面部表情动画制作得更逼真。

为了对面部表情进行捕捉，往往需要搭建非常昂贵的实验室环境的硬件系统来获取面部表情和纹理。如果仅采用简易设备对面部少量二维关键点进行采集，则后期还需要工作人员进行大量的手动的人脸表情建模工作才能让虚拟对象获得相对自然的表情动画，所以这些方式也是费时且昂贵的。

为此需要提供一种新型的便携式面部表情捕捉装置，使得对人脸面部表情的采集和重建过程在保证效果的同时效率更高，成本更低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，根据本公开的实施例的一方面，提供了一种头戴式面部捕捉装置，其包括头戴框架组，该头戴框架组包括佩戴于头部上方的上框架，分别连接在所述上框架的两个末端的两个连接件，连接到所述连接件中的至少一个并延伸到面部前方的前框架，该头戴式面部捕捉装置还包括设置在所述前框架上的至少两台摄像机和设置在所述前框架上的照明部件；其中在所述上框架面对至少两台摄像机的表面上具有预设图案，其位于每台摄像机的拍摄范围内。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述至少两台摄像机被设置为任一台摄像机与其余摄像机中的至少一台的拍摄范围具有30％以上的重叠率。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述头戴框架组还包括后框架，该后框架包括调节旋转轴和对称设置的两个连杆，其中每个连杆的一端插入调节旋转轴，每个连杆的另一端可旋转地连接到两个所述连接件中的一个，所述调节旋转轴可旋转以调节每个连杆插入其中的深度。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述头戴框架组还包括下颌固定带，其在佩戴时贴合于头部的下颌部。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述前框架的两端分别固定到两个所述连接件，所述前框架包括一根或者多根支杆。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述前框架的两端分别固定到所述后框架的连杆，所述前框架包括一根或者多根支杆。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，所述前框架包括并置的两根或多跟U形支杆，其在面部两侧贴合在一起，在面部前方横向分开间隔设置。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，设置在所述前框架上的所述照明部件包括两个或多个LED灯并且其被设置于至少一根支杆内，其中所述支杆为透明材质。

根据本公开的实施例的头戴式面部捕捉装置，可选地，两个所述连接件的形状与耳廓形状相适应以佩戴在耳后，所述上框架两端与两个所述连接件可旋转地连接，所述上框架上的图案是单色点状图案。