[发明专利]一种自动人体三维重建系统

说明书

本发明是一种利用视频进行人体三维重建的系统，属于计算机视觉领域。本发明解决的问题是：用普通相机101拍摄人运动的视频，电脑102借助2D关节点、3D骨骼，利用人的运动信息对图像上的人体进行分割、重建，实现了运动中对人体模型进行重建。本发明的主要算法的核心部分在于利用人体的运动信息对图像上的人体进行分割，将人体这一复杂非刚性体转化成许多刚性体的组合。本发明提出的方法能够简单、廉价的获取比较准确的人体三维模型。

技术领域

本发明涉及一种自动人体三维重建系统，涉及计算机视觉领域人体模型重建。

背景技术

许多基于视觉的人体运动捕捉研究都是把人体的体型作为一个先验知识，并且高质量的人体模型在计算机视觉领域有着广泛的应用。

现有的利用相机重建人体模型的方法大体可以分为三大类：1、利用多个相机同时采集数据，利用多视图重建的方法可以重建出人体点云模型。2、利用机器学习的方法，学习出人体轮廓跟人体骨骼、人体体型的一种映射关系。3、利用深度相机获取深度信息，然后利用深度信息获取人体的姿态，形体信息。第一类需要搭设多相机的信息采集系统，而且需要对这些相机进行标定，环境搭建比较复杂。第二种方法需要大量的数据集进行训练。由于目前深度相机的成本还是比较高，因此第三种方法获取信息的成本较高。

发明内容

本发明公开了一种自动人体三维重建系统，其目的在于整体或部分地解决一个或多个上述问题或缺点，以提供至少以下描述的优点。

相比以往的系统，只需使用一个普通的相机与计算机，系统组成比较简单。

不需要过多人为操作，自动化程度较高，重建精度较高。

为了整体或者部分实现上述目的，本发明公开的自动人体三维重建系统，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用相机拍摄人运动的视频。

(2)提取图像上人体的关节点，并将关节点转换成三维的人体骨架。

(3)对图像上的人体从运动学上进行分割。

(4)对分割出来的部分进行三维重建。

(5)利用重建出来的结果对线性蒙皮模型进行变形。

(6)计算人体运动过程中的刚性部分，得到高质量的人体三维模型。

附图说明

附图说明用于提供对本发明技术方案的进一步理解，并构成说明书的一部分，与本发明的实施一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图说明如下：

图1为自动人体三维重建系统的硬件组成图。

图2为该系统模块二数据处理流程图。

具体实施方式

以下将结合附图来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

模块一、数据采集。直接用相机拍摄一个运动的人，得到一个视频。101部分为一个相机，102部分为一台普通电脑。

模块二、数据处理。该模块主要包括步骤：201、2D关节点、3D骨架获取；202、在2D图像人体运动学分割；203、三维重建与点云变形；204、计算人体三维模型刚性部分。

201、2D关节点、3D骨架获取：利用活动混合模型(Flexible Mixture model)提取出图像上的人体关节，再利用投影匹配适应(Projected Matching Pursuit)算法恢复出人体的三维姿态。