[发明专利]人体三维模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明属于服装领域，具体涉及一种根据人体正面和侧面的两维轮廓图形生成人体的三维立体模型的方法。

背景技术

人体三维模型是进行3D虚拟试衣，3D虚拟现实等应用领域的数据基础。获取人体三维模型主要通过3D软件建模，三维扫描等方式。

三维扫描方式获得的模型数据最准确反映被测对象体型，但需要昂贵和体积较大的扫描仪设备支持，另一方面通过三维扫描方式获取的模型，通常是通过点云数据重建的3D模型，由于扫描原理和盲区限制，重建的网格模型一般有孔洞，且不包含人体的特征信息。因此通过三维扫描直接获取3D模型方式应用范围上有一定限制。

3D软件建模的方法，需要人工利用3D软件工具对模型进行修改塑性，很难在短时间内自动得到与个体对象体型一致的3D模型。

本发明只需要通过人体的正面和侧面轮廓图形就可以生成与给定轮廓形态一致的三维人体模型。在应用中对硬件设备要求低、操作简单，只需要利用手机等具备摄像头的移动终端，就可以对人体进行拍摄并自动生成与个体体型一致的三维人体模型，适用于网络环境下的异地量身定制等应用邻域。

发明内容

本发明利用具备拍照功能的智能手机、平板电脑等移动终端，实现快速生成个性化三维人体模型。该方法分为建模过程和应用过程，其中建模过程具体步骤为：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的人体三维建模的方式均存在测量复杂、且无法适应异地量身定制的需求的缺陷，提供快速、简便的人体三维模型建模的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种人体三维模型建模的方法，其特点在于，所述建模方法包括以下步骤：

S01、建立人体体型三维数据库。采集大量人体体型三维模型数据，包括身高、体重、人体体型特征向量和人体三维模型特征矩阵。

首先，通过S011步骤，采集身高、体重和人体三维模型尺寸。其中的人体三维模型采用传统专用设备的三维扫描方式获取。

其次，在S012步骤中，从人体三维模型中提取人体体型特征向量。其中，在S0121步骤中，从人体三维模型中提取人体躯干体型特征向量；在S0122步骤中，从人体三维模型中提取人体下肢体型特征向量；在S0123步骤中，从人体三维模型中提取人体上肢体型特征向量。在S0124步骤中，由人体躯干体型特的特征向量、人体下肢体型特的特征向量和人体上肢体型特的特征向量合并为人体体型特征向量，即【人体躯干体型特的特征向量、人体下肢体型特的特征向量、人体上肢体型特的特征向量】。

在S0121步骤中，以三维扫描模型的后颈点、侧颈点、大腿根点、腋下点、肩点为特征点，获取人体躯干部分的三维模型，将人体躯干部分模型按身高方向按一定间隔进行分层切片，计算各层切片在正面视图和侧面视图上的投影点，依次连接各层投影点形成躯干的正面和侧面轮廓曲线。对正面和侧面轮廓曲线进行曲线拟合，对选定的曲线函数降维并选取贡献率大于预设值的分量作为人体躯干体型的特征向量。

在S0122步骤中，以三维扫描模型的臀、大腿根点、膝盖点、脚为特征点，获取人体下肢部分的三维模型，将人体下肢部分模型按身高方向按一定间隔进行分层切片，计算各层切片在正面视图和侧面视图上的投影点，依次连接各层投影点形成下肢的正面和侧面轮廓曲线。对正面和侧面轮廓曲线进行曲线拟合，对选定的曲线函数降维并选取贡献率大于预设值的分量作为人体下肢体型的特征向量。

在S0123步骤中，以三维扫描模型的肩点、腋下点、肘点、腕为特征点，获取人体上肢部分的三维模型，将人体上肢部分模型按身高方向按一定间隔进行分层切片，计算各层切片在正面视图和侧面视图上的投影点，依次连接各层投影点形成上肢的正面和侧面轮廓曲线。选取一条上肢的轮廓曲线，对正面和侧面轮廓曲线进行曲线拟合，对选定的曲线函数降维并选取贡献率大于预设值的分量作为人体上肢体型的特征向量。

较佳的，在S0121、S0122、S0123中，曲线拟合选择椭圆曲线函数。

较佳的，在S0121、S0122、S0123中，选择傅里叶变换方式。所述椭圆傅里叶描述子进行主成分分析，计算得到降维矩阵，并取累积贡献率大于预设贡献率的降维主成分，建立人体体型特征向量。

较佳的，在S0121、S0122、S0123中，累计贡献率为90％。