[发明专利]一种图像与视频的虚拟发型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟人物建模以及图像视频编辑领域，尤其涉及虚拟人物发型建模以及图像视频中发型编辑方法。 

背景技术

本发明相关的技术背景简述如下： 

一、虚拟人物的发型建模 

尽管在业界的实际应用中，已有许多软件可以辅助创作人员完成手工的虚拟发型建模工作，但是其往往极其复杂耗时，需要熟练的技巧以及繁杂的手工操作，因此会大大延长产品的创作周期以及成本开销（WARD,K.,BERTAILS,F.,KIM,T.-Y.,MARSCHNER,S.R.,CANI,M.-P.,AND LIN,M.C.2007.A survey on hair model ing:styling,simulation,and rendering.IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics13,2,213–234.）。于是，在此基础上，一些现有方法尝试采集真实的发型图像来合成更为真实的发型模型并减少工作量，但是多数此类基于图像的建模方法需要采集不同光照、不同视点或不同焦距下的多张图像才可能得到足够真实的发型三维结构（PARIS,S.,BRICE～NO,H.,AND SILLION,F.2004.Capture of hair geometry from multiple images.ACM Trans.Graph.23,3,712–719.;WEI,Y.,OFEK,E.,QUAN,L.,AND SHUM,H.-Y.2005.Modeling hair from multiple views.ACM Trans.Graph.24,3,816–820.;PARIS,S.,CHANG,W.,KOZHUSHNYAN,O.I.,JAROSZ,W.,MATUSIK,W.,ZWICKER,M.,AND DURAND,F.2008.Hair photobooth:geometric and photometric acqui sition of real hairstyles.ACM Trans.Graph.27,3,30:1–30:9.;JAKOB,W.,MOON,J.T.,AND MARSCHNER,S.2009.Capturing hair assemblies fiber by fiber.ACM Trans.Graph.28,5,164:1–164:9.）。 

Bonneel等人提出了一个发型外观估计方法，用以从单张室内闪光灯拍摄的图片中得到统计上类似的三维发型模型（BONNEEL,N.,PARIS,S.,PANNE,M.V.D.,DURAND,F.,AND DRETTAKIS,G.2009.Single photo estimation of hair appearance.Computer Graphics Forum28,1171–1180.），但是其合成的发型模型并不能在像素级别上拟合原图像中的人物发型，因此并不适用于图像发型编辑应用中。Luo等人发现发丝方向特征通常比原始图像的像素颜色更为可靠，在多试点发型建模中使用方向信息来估计更准确的发型体（LUO,L.,LI, H.,PARIS,S.,WEISE,T.,PAULY,M.,AND RUSINKIEWICZ,S.2012.Multi-view hair capture using orientation fields.In Proc.CVPR2012.），但是此方法生成的发型通过多边形网格来表示，并不符合数字媒体产业对发型模型的质量需求。Beeler等人提出了一个同时采集稀疏面部毛发和被遮挡的皮面表面的方法（BEELER,T.,BICKEL,B.,NORIS,G.,BEARDSLEY,P.,MARSCHNER,S.,SUMNER,R.W.,AND GROSS,M.2012.Coupled 3D reconstruction of sparse facial hair and skin.ACM Trans.Graph.31,4.），该方法得到的高质量建模结果印证了毛发对刻画虚拟角色真实性的重要性，但其只能应用于面部的稀疏的较短毛发，例如胡须与眉毛，无法用于普通的头发。