[发明专利]人体三维模型配准方法及装置

权利要求书

1.一种人体三维模型配准方法，其特征在于，包括步骤：

(1)输入第一人体三维模型和第二人体三维模型；

(2)分别在所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型的多个活动关节处设置骨架节点，建立多个骨架节点之间的连接关系，以构成人体骨架；

(3)根据所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型表面上的多个表面点中的每个表面点与所述多个骨架节点中每个骨架节点之间的欧氏距离，建立所述每个表面点与所述多个骨架节点的归一化关联权重向量；

(4)根据所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型上的所述每个表面点与所述多个骨架节点的归一化关联权重向量以及所述每个表面点的法向，建立所述第一人体三维模型上的所述每个表面点和所述第二人体三维模型上的表面点之间的匹配；

(5)计算所述第一人体三维模型的所述每个表面点的运动并根据所述运动更新所述每个表面点的位置；以及

(6)对于位置被更新的每个表面点，重复步骤(4)直到所述位置被更新的每个表面点与所述第二人体三维模型上的匹配的表面点之间的平均距离大于或等于更新之前的平均距离。

2.根据权利要求1所述的人体三维模型配准方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：确定所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型的所述多个活动关节的合理位置，在所述合理位置设置骨架节点，其中所述合理位置包括脖、肩、肘、腕、腰、胯、膝、踝；以及

建立多个骨架节点之间的连接关系，分别得到两个层次化的人体骨架，所述人体骨架由所述多个骨架节点和所述连接关系构成。

3.根据权利要求1所述的人体三维模型配准方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：

计算所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型表面上的多个表面点中的每个表面点与所述多个骨架节点中每个骨架节点之间的欧氏距离；以及

对所述欧氏距离的倒数进行归一化处理，得到所述每个表面点与所述多个骨架节点的归一化关联权重向量。

4.根据权利要求1所述的人体三维模型配准方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：

对所述第一人体三维模型上的一个表面点，在所述第二人体三维模型上搜索多个与所述一个表面点的关联权重向量最接近的表面点作为候选匹配表面点；

在所述候选匹配表面点中，选择法向与所述一个表面点最接近且法向夹角小于阈值的点，作为所述一个表面点的匹配表面点；以及

重复所述搜索和所述选择，直到得到和所述第一人体三维模型上的所述多个表面点匹配的匹配表面点。

5.根据权利要求4所述的人体三维模型配准方法，其特征在于，所述候选匹配表面点的个数是1到50个，所述阈值是30到50度。

6.根据权利要求1所述的人体三维模型配准方法，其特征在于，所述步骤(5)包括：

在所述第一人体三维模型的所述每个表面点和相邻表面点运动一致性的前提下，利用线性方程求解所述第一人体三维模型的所述每个表面点的运动；以及

根据求解的所述第一人体三维模型的所述每个表面点的运动，更新所述第一人体三维模型的所述每个表面点的位置。