[发明专利]一种人脸浮雕几何建模方法

摘要

本发明公开了一种人脸浮雕几何建模方法，属于浮雕建模领域，解决现有人像浮雕建模效率低、自动化差的问题；其方法包括如下步骤：对输入的单张人脸图像进行人脸关键特征点定位，获取人脸图像特征点；基于BFM参数化人脸模型构建初始3D人脸；基于Bi‑Laplacian约束点位移法对初始3D人脸进行形状优化，生成形状优化后3D人脸；基于人脸图像光照强度与3D人脸几何法向之间的联系对形状优化后3D人脸进行高度场优化，生成高度优化后3D人脸；对高度场优化后3D人脸进行线性压缩，生成原始3D人脸浮雕，并通过基于关键点约束的Bi‑Laplacian网格变形法对原始人脸浮雕进行几何细节优化，生成具备丰富几何细节的人脸浮雕。

主权项

1.一种人脸浮雕几何建模方法，其特征在于以单张人脸图像为输入，在网格域进行三维几何自动重构，根据用户指定的厚度和映射角度生成人脸浮雕模型，包括如下步骤：S1、对输入的单张人脸图像进行人脸关键特征点定位，获取人脸图像特征点；S2、基于BFM参数化人脸模型构建初始3D人脸；S3、基于Bi‑Laplacian约束点位移法对初始3D人脸进行形状优化，生成形状优化后3D人脸，包括：选取人脸图像特征点作为约束点，求解约束点由当前位置移动至目标位置的约束点位置变动量；基于上述约束点位置变动量，采用硬约束通过Bi‑Laplacian约束点位移法求解并带动初始3D人脸中除约束点之外的其它3D人脸网格顶点产生位移；Bi‑Laplacian约束点位移线性方程为：其中，L2为Bi‑Laplacian矩阵、等价于两个Laplacian矩阵的乘积L2＝L·L，L为Laplacian矩阵，Ik为单位矩阵，n为形状优化后3D人脸顶点总数量，n'为自由顶点数量，m为约束点数量，m＝n‑n'，约束点位置变动量di＝fi‑gi为上述Bi‑Laplacian约束点位移线性方程系统的边界条件；S4、基于人脸图像光照强度与形状优化后3D人脸几何法向之间的联系，通过人脸高度场泊松重建方法对形状优化后3D人脸进行高度场优化，生成高度场优化后3D人脸；S5、对高度场优化后3D人脸进行线性压缩，生成原始3D人脸浮雕，并通过人脸高度场泊松重建方法对原始人脸浮雕进行几何细节优化，生成具备丰富几何细节的人脸浮雕。