專利名稱：計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法。
技術(shù)背景人臉是人們相互認(rèn)識和交流的重要特征，也是人們相互辨識的主要依據(jù)。人臉在人與人 的交流過程中起著極其重要的作用，是人類相互表達(dá)情感的重要部分。在日常交流中，通過 觀察人臉，可以推斷出人的個(gè)性，甚至猜測其身份。而在計(jì)算機(jī)虛擬世界中，虛擬人臉是虛 擬人表情達(dá)意的載體。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)行業(yè)的不斷成熟，網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)市場的需求實(shí)現(xiàn) 了持續(xù)快速增長。網(wǎng)民基數(shù)的加大推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)的增長。隨著網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、Web2.0、虛擬平 臺(tái)、社區(qū)等計(jì)算機(jī)虛擬世界的快速發(fā)展，用戶對互動(dòng)的需求也越來越大，其中上傳、自定義 圖片是必不可少的功能，如上傳自己的照片、修改照片內(nèi)容來獲得更多的互動(dòng)。但目前上傳、 自定義圖片還僅限于平面、二維形式，表達(dá)單一、用戶無法體驗(yàn)到三維虛擬頭像的真實(shí)效果。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)三維仿真技術(shù)有了 長足的進(jìn)步。三維人臉建模是一個(gè)重要的研究方向，三維人臉模型大量應(yīng)用于三維雕塑制造、 三維動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)在大多數(shù)人臉三維建模系統(tǒng)采用多邊形擬合對人臉建模，這種方法 依賴于紋理貼圖來表現(xiàn)人體面部的細(xì)節(jié)特征，而這些紋理貼圖都需要人工分結(jié)構(gòu)繪制處理。 計(jì)算機(jī)人體面部紋理貼圖的生成方法，現(xiàn)有的貼圖方法按照模型的位置直接貼付，這會(huì)造成貼圖與模型的位置無法一一對應(yīng)匹配，比如會(huì)出現(xiàn)貼圖中的眼睛貼在了模型的額頭上等問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人 臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、在預(yù)制的三維人臉模型貼圖中選擇與所述人臉特征數(shù)據(jù)最為匹配的三維人臉模 型貼圖；步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。 進(jìn)一步地，所述步驟一中的人臉特征識別具體包括以下步驟1) 首先識別出人臉膚色、輪廓、眼睛、嘴巴、鼻子；2) 計(jì)算眼睛大小、瞳距、雙眼中心到鼻尖距離、嘴巴的寬度和高度、嘴巴中心到鼻尖的 距離以及嘴巴中心到下巴的距離人臉特征數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)人臉輪廓對照片進(jìn)行截取，去除臉部之外的其他部分。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所述 步驟3)中還包括角度校正步驟利用雙眼中心連線和此連線中點(diǎn)與嘴巴中心點(diǎn)連線形成的T 型對截取后的照片進(jìn)行角度校正。進(jìn)一步地，在所述步驟3)中還包括照片放縮步驟利用人臉輪廓的數(shù)據(jù)對截取后的照片 進(jìn)行統(tǒng)一人臉特征數(shù)據(jù)尺度的放縮。進(jìn)一步地，所述步驟二中的選擇方法為，根據(jù)預(yù)制的三維人臉模型貼圖的人臉特征數(shù)據(jù) 與識別獲取的人臉特征數(shù)據(jù)的差值加權(quán)后的總和進(jìn)行比較，選擇誤差最小者。進(jìn)一步地，在選擇誤差最小的三維人臉模型貼圖后，還包括以下修正步驟以鼻尖所代 表的中心線與雙眼的距離進(jìn)行水平方向的線性縮放，并以雙眼中心點(diǎn)到鼻尖距離進(jìn)行中庭的 縮放，以鼻尖到嘴巴中心點(diǎn)距離進(jìn)行下庭的縮放。進(jìn)一歩地，在所述步驟三之后，還包括臉部自定義步驟，根據(jù)合成后的貼圖，由用戶自 定義編輯調(diào)整臉部效果。本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人 臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)所述人臉特征數(shù)據(jù)生成三維人臉模型貼圖； 步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，根據(jù)一張人臉照片快速、準(zhǔn)確地 擬合預(yù)制的三維虛擬人臉，使得人臉圖片與三維模型完美吻合。本發(fā)明將人臉識別技術(shù)運(yùn)用 于虛擬網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)中，方便了用戶在享受圖片上傳與分享樂趣的同時(shí)，體驗(yàn)三維虛擬真實(shí)模式。 使上傳或自定義圖片具有立體效果，表現(xiàn)更為生動(dòng)，在圖片分享方面開啟了令人耳目一新的 真實(shí)視角。利用照片或自定義圖片快速生成相應(yīng)的三維虛擬角色，即使用戶從來沒有任何三 維的知識，也可以在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)完全屬于自己的三維角色，可廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、 web2.0、虛擬平臺(tái)、社區(qū)中的個(gè)人頭像或虛擬人物等計(jì)算機(jī)虛擬世界中。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的流程示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示， 一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人臉特征數(shù)據(jù)；其中，該人臉照片可以是拍攝或掃描的照片，也可以是經(jīng)過圖形處理后的圖片。所提供的人臉圖片最好是正面、免冠、干凈的頭像，尺寸和圖片格式符合設(shè)定的要求。步驟二、在預(yù)制的三維人臉模型貼圖中選擇與所述人臉特征數(shù)據(jù)最為匹配的三維人臉模型貼圖，其中，預(yù)制的三維人臉模型貼圖可以是由虛擬世界游戲開發(fā)商或者服務(wù)提供商預(yù)先制作完成的；步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。合成的方式可以是，以鼻尖 為基準(zhǔn)點(diǎn)生成統(tǒng)一的貼圖，最后按照對應(yīng)的人臉特征數(shù)據(jù)貼圖貼在三維人臉模型貼圖上。其中，由于人臉照片所包含的人臉特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量巨大，為了兼顧易用行性和最終效 果，所述步驟一中的人臉特征識別具體包括以下步驟1) 首先識別出人臉膚色、輪廓、眼睛、嘴巴、鼻子；這些特征可以通過現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)視 覺技術(shù)識別完成，例如，所述人臉輪廓信息可通過對人臉照片進(jìn)行膚色檢測而獲得。2) 計(jì)算眼睛大小、瞳距、雙眼中心到鼻尖距離、嘴巴的寬度和高度、嘴巴中心到鼻尖的 距離以及嘴巴中心到下巴的距離人臉特征數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)人臉輪廓對照片進(jìn)行截取，去除臉部之外的其他部分。采用上述步驟可以提高識別的速度，減少復(fù)雜性，減少用戶使用時(shí)的處理時(shí)間，給用戶 以更好的體驗(yàn)。其中，在所述步驟3)中還包括角度校正步驟利用雙眼中心連線和此連線中點(diǎn)與嘴巴中 心點(diǎn)連線形成的T型對截取后的照片進(jìn)行角度校正。其中，在所述步驟3)中還包括照片放縮步驟利用人臉輪廓的數(shù)據(jù)對截取后的照片進(jìn)行 統(tǒng)一人臉特征數(shù)據(jù)尺度的放縮，以方便步驟二中加權(quán)值的計(jì)算及步驟三的圖片合成。其中，所述步驟二中的選擇方法為，根據(jù)預(yù)制的三維人臉模型貼圖的人臉特征數(shù)據(jù)與識 別獲取的人臉特征數(shù)據(jù)的差值加權(quán)后的總和進(jìn)行比較，選擇誤差最小者。具體可采用如下方 式計(jì)算上式中5c代表眼睛寬度特征值的誤差，，'代表眼睛高度特征值的誤差，&-，代表 瞳距特征值的誤差，代表雙眼中心到鼻尖距離特征值誤差，"。c^代表鼻尖到嘴 巴中心點(diǎn)距離特征值的誤差，"。"'、"'"代表嘴巴中心到下巴距離特征值的誤差，^-""^代表嘴巴寬度特征值的誤差，A-""。^代表嘴巴高度特征值的誤差，A值最小者即為被選擇的預(yù)制 的三維人臉模型貼圖。其中，在選擇誤差最小的三維人臉模型貼圖后，還包括以下修正步驟以鼻尖所代表的 中心線與雙眼的距離進(jìn)行水平方向的線性縮放，并以雙眼中心點(diǎn)到鼻尖距離進(jìn)行中庭的縮放， 以鼻尖到嘴巴中心點(diǎn)距離進(jìn)行下庭的縮放。讓經(jīng)過截取后的照片的人臉特征數(shù)據(jù)與選擇的三 維人臉模型貼圖的人臉特征數(shù)據(jù)相對應(yīng)統(tǒng)一 。其中，在所述步驟三之后，還包括臉部自定義步驟，根據(jù)合成后的貼圖，由用戶自定義 編輯調(diào)整臉部效果。例如使用畫筆、圖章等編輯、修飾工具做出包括光照強(qiáng)度在內(nèi)的各種自 定義效果。本實(shí)施例一可以將上傳或自定義二維的人臉照片直接生成到三維模型上，由于預(yù)制的三 維人臉模型貼圖本身包含了逆向轉(zhuǎn)換所需的信息，這使得經(jīng)過處理的人臉圖片能夠與三維模 型更加完美的吻合，合成的圖片具有立體效果。即使用戶從來沒有任何三維的知識，也可以 在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)完全屬于自己的三維角色，從而應(yīng)用在多種場合，如網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、web2.0、 虛擬平臺(tái)、社區(qū)中的個(gè)人頭像或虛擬人物等。實(shí)施例二如圖2所示， 一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)所述人臉特征數(shù)據(jù)生成三維人臉模型貼圖； 步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。7其中，所述步驟一中的人臉特征識別具體包括以下步驟1) 首先識別出人臉膚色、輪廓、眼睛、嘴巴、鼻子；2) 計(jì)算眼睛大小、瞳距、雙眼中心到鼻尖距離、嘴巴的寬度和高度、嘴巴中心到鼻尖的 距離以及嘴巴中心到下巴的距離人臉特征數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)人臉輪廓對照片進(jìn)行截取，去除除臉部之外的其他部分。其中，在所述步驟3)中還包括角度校正步驟利用雙眼中心連線和此連線中點(diǎn)與嘴巴中心點(diǎn)連線形成的T型對截取后的照片進(jìn)行角度校正。其中，在所述步驟3)中還包括照片放縮步驟利用人臉輪廓的數(shù)據(jù)對截取后的照片進(jìn)行統(tǒng)一人臉特征數(shù)據(jù)尺度的放縮。其中，在所述步驟三之后，還包括臉部自定義步驟，根據(jù)合成后的貼圖，由用戶自定義 編輯調(diào)整臉部效果。本實(shí)施例二的三維人臉模型貼圖需要根據(jù)所述人臉特征數(shù)據(jù)生成，在此過程中可能需要 花費(fèi)較多的時(shí)間，但其它效果與實(shí)施例基本相同。以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能 夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的專利范圍不限于上述實(shí)施例，凡依本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、在預(yù)制的三維人臉模型貼圖中選擇與所述人臉特征數(shù)據(jù)最為匹配的三維人臉模型貼圖；步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于所述步 驟一中的人臉特征識別具體包括以下步驟1) 首先識別出人臉膚色、輪廓、眼睛、嘴巴、鼻子；2) 計(jì)算眼睛大小、瞳距、雙眼中心到鼻尖距離、嘴巴的寬度和高度、嘴巴中心到鼻尖的 距離以及嘴巴中心到下巴的距離人臉特征數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)人臉輪廓對照片進(jìn)行截取，去除臉部之外的其他部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所述 步驟3)中還包括角度校正步驟利用雙眼中心連線和此連線中點(diǎn)與嘴巴中心點(diǎn)連線形成的T型對截取后的照片進(jìn)行角度校正。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所述 步驟3)中還包括照片放縮步驟利用人臉輪廓的數(shù)據(jù)對截取后的照片進(jìn)行統(tǒng)一人臉特征數(shù)據(jù) 尺度的放縮。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于所述步 驟二中的選擇方法為，根據(jù)預(yù)制的三維人臉模型貼圖的人臉特征數(shù)據(jù)與識別獲取的人臉特征 數(shù)據(jù)的差值加權(quán)后的總和進(jìn)行比較，選擇誤差最小者。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于所述總 和計(jì)算方法為△ = 0.15U0.15& eye +。丄25^，， +式中^-，'代表眼睛寬度特征值的誤差，A-,'代表眼睛高度特征值的誤差，，代表瞳 距特征值的誤差，，'-"^代表雙眼中心到鼻尖距離特征值誤差，A-"^j。"'a代表鼻尖到嘴巴 中心點(diǎn)距離特征值的誤差，^-"""-^代表嘴巴中心到下巴距離特征值的誤差，,"代表嘴巴寬度特征值的誤差， -自"代表嘴巴高度特征值的誤差，A值最小者被選擇的對象。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在選擇 誤差最小的三維人臉模型貼圖后，還包括以下修正步驟以鼻尖所代表的中心線與雙眼的距 離進(jìn)行水平方向的線性縮放，并以雙眼中心點(diǎn)到鼻尖距離進(jìn)行中庭的縮放，以鼻尖到嘴巴中 心點(diǎn)距離進(jìn)行下庭的縮放。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所述 步驟三之后，還包括臉部自定義步驟，根據(jù)合成后的貼圖，由用戶自定義編輯調(diào)整臉部效果。
9、 一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人 臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)所述人臉特征數(shù)據(jù)生成三維人臉模型貼圖； 步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于所述 步驟一中的人臉特征識別具體包括以下步驟1) 首先識別出人臉膚色、輪廓、眼睛、嘴巴、鼻子；2) 計(jì)算眼睛大小、瞳距、雙眼中心到鼻尖距離、嘴巴的寬度和高度、嘴巴中心到鼻尖的 距離以及嘴巴中心到下巴的距離人臉特征數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)人臉輪廓對照片進(jìn)行截取，去除除臉部之外的其他部分。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所 述步驟3)中還包括角度校正步驟利用雙眼中心連線和此連線中點(diǎn)與嘴巴中心點(diǎn)連線形成的 T型對截取后的照片進(jìn)行角度校正。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所 述步驟3)中還包括照片放縮步驟利用人臉輪廓的數(shù)據(jù)對截取后的照片進(jìn)行統(tǒng)一人臉特征數(shù) 據(jù)尺度的放縮。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，其特征在于在所 述步驟三之后，還包括臉部自定義步驟，根據(jù)合成后的貼圖，由用戶自定義編輯調(diào)整臉部效 果。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)虛擬世界中人臉部三維貼圖方法，包括以下步驟步驟一、提供人臉照片，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對該人臉照片進(jìn)行人臉特征識別，獲取人臉特征數(shù)據(jù)；步驟二、在預(yù)制的三維人臉模型貼圖中選擇與所述人臉特征數(shù)據(jù)最為匹配的三維人臉模型貼圖；步驟二也可以是根據(jù)所述人臉特征數(shù)據(jù)生成三維人臉模型貼圖；步驟三、將該人臉照片與三維人臉模型貼圖進(jìn)行圖片合成。本發(fā)明根據(jù)一張人臉照片快速、準(zhǔn)確地生成一個(gè)正面三維虛擬人臉，使得人臉圖片與三維模型完美吻合。即使用戶從來沒有任何三維的知識，也可以在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)完全屬于自己的三維角色，可廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、web2.0、虛擬平臺(tái)、社區(qū)中的個(gè)人頭像或虛擬人物等虛擬世界中。
文檔編號G06T15/10GK101324961SQ20081004105
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者杜偉軍 申請人:上海久游網(wǎng)絡(luò)科技有限公司