[发明专利]一种人物分段建模方法

权利要求书

1.一种人物分段建模方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：使用三维扫描仪采集人物头部点的云数据，构建人物头部模型；

步骤(2)：对构建的人物头部模型进行预处理，得到预处理后的人物头部模型；

步骤(3)：采用基于边曲率及面积误差的边折叠简化方法来简化预处理后的人物头部模型，且采用交互式方法保留人物头部模型的细节特征；

步骤(4)：对步骤(3)得到的人物头部模型与人体躯干数据库中的人体躯干模型进行匹配及融合，最终得到完整的人体模型；

所述步骤(1)中3D扫描仪为Kinect 3D扫描仪；

所述步骤(2)中预处理的具体过程为：

步骤(2.1)：将构建人物头部模型的拓扑结构映射到图上，采用图论的方法去除人物头部模型中的碎片，得到去除碎片的人物头部模型；

步骤(2.2)：判断去除碎片的人物头部模型中是否存在漏洞，若存在，则采用支撑径向基函数的层次化方法对人物头部模型进行修补，采用拉普拉斯方法对漏洞修复后的人物头部模型进行平滑处理；

若不存在漏洞，则采用拉普拉斯方法对无漏洞的人物头部模型进行平滑处理；

所述步骤(2.1)的具体过程为：

步骤(2.1.1)：将构建人物头部模型的拓扑结构映射到图上，初始化人物头部模型的拓扑结构；

步骤(2.1.2)：采用图的深度遍历方法遍历图G，保留最大的连通图G_max；

步骤(2.1.3)：通过G_max重构人物头部模型，实现人物头部模型的去除碎片处理；

所述步骤(2.2)中采用拉普拉斯方法来平滑处理人物头部模型的过程为：

采用拉普拉斯方法将人物头部模型中顶点的三维位置向周围顶点的重心位置移动，使顶点与周围顶点差距最小化；

对于人物头部模型上的每一个点，根据周围顶点的位置信息，重新计算人物头部模型上相应点的空间位置来对人物头部模型进行平滑。

2.如权利要求1所述的一种人物分段建模方法，其特征在于，所述步骤(2.2)中采用支撑径向基函数的层次化方法对人物头部模型进行修补的过程为：

在人物头部模型中随机获取若干个点，并同时获取每个点所对应的法向量，将人物头部模型的表面转化成隐式表面；

将人物头部模型的表面顶点集合拟合成一个平行六面体，然后把表面顶点集合和表面顶点集合的分组递归地细分到8个等大的象限，构建出层次化点集；

对构建的层次化点集不同层次采用不同的插值基函数进行多层次插值，最后实现对人物头部模型的恢复。

3.如权利要求1所述的一种人物分段建模方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用交互式方法保留人物头部模型的细节特征的过程为：

步骤(3.1)：根据人物头部模型中的保留区域边的集合，计算非保留边的折叠代价以及非保留边折叠代价的平均值；

步骤(3.2)：需要保留的边的折叠代价等于非保留边折叠代价的平均值与该平均值的随机权重的乘积，根据需要保留的边的折叠代价排序，从小到大进行边折叠操作。

4.如权利要求3所述的一种人物分段建模方法，其特征在于，所述折叠代价等于人物头部模型中的保留区域的非保留边的边曲率与保留区域中删除该条非保留边后的面积误差之和。

5.如权利要求1所述的一种人物分段建模方法，其特征在于，所述步骤(4)人物头部模型与人体躯干模型融合的过程为：

步骤(4.1)：根据人物头模型和人体躯干模型的边界边分别确定各自的融合区域，确定人物头模型融合区域F¹和人体躯干模型融合区域F²，并分别映射到二维空间H¹，H²；

步骤(4.2)：将二维空间H¹，H²合并，得到二维空间H^c；采用FCF方法将二维空间H^c中的各个点重构融合曲面F^c，得到人物头部模型与人体躯干模型融合的曲面；

步骤(4.3)：根据人物头部模型与人体躯干模型融合的曲面，自动融合人物头部模型与人体躯干模型，构建出层次性人体模型。