[发明专利]一种用于构建人体三维模型的方法及系统

权利要求书

1.一种用于构建人体三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用深度相机获取待构建人体的深度图像和与所述深度图像同步的RGB图像，并对所述深度图像进行预处理，所述深度图像为点云数据；

S2：从经过预处理后的深度图像中选取初始点云块，查找与所述初始点云块匹配的点云块，并对匹配成功的点云块与初始点云块进行配准以得到待构建人体的点云数据模型；

S3：采用方向距离函数优化所述待构建人体的点云数据模型，并采用泊松表面重建方法根据所述点云数据模型重建所述待构建人体的三维模型；具体包括以下步骤：

S31：获取所述点云数据模型的表面的有向点集，并将所述有向点集转换为模型指示函数的梯度样本点以计算模型指示函数；模型指示函数为泊松偏微分方程；通过求解其梯度值得到点云数据模型中的等值面；

S32：采用所述指示函数提取点云数据模型中的等值面，得到三维重建表面；

S33：采用八叉树技术，将细节点所在面的等值线段投影到粗节点所在面上,使点云数据具有空间结构并采用方向距离函数将全局配准后的多帧点云数据进行空间距离上的融合，优化所述三维重建表面。

2.根据权利要求1所述的用于构建人体三维模型的方法，其特征在于，所述S1中，对所述深度图像进行预处理具体包括：

对多个深度图像的点云数据进行数据融合，缩短深度图像中相邻点的距离并对所述深度图像进行光滑处理。

3.根据权利要求1所述的用于构建人体三维模型的方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：

S21：从深度图像的第k帧中选取至少三个点云块作为初始点云块，并从第k+1帧中选取与所述初始点云块距离最近的对应个数的点云块，计算该相邻两帧中的点云块之间的法向角度和距离，如果所述法向角度和距离都小于设定值，则认为匹配点云块成功；反之，则进入S2；

S22：将初始点云块和未匹配成功的点云块分别投影到各自同步的RGB图像上，在第k+1帧RGB图像上选取与第K帧RGB图像中近似的RGB块；

S23：计算两者之间的相似度，如果相似度小于阈值则返回S22重新选取近似的RGB块；如果大于阈值，则将近似的RGB块投影至深度图像，返回步骤S21重新匹配点云块，直至匹配点云块成功；

S24：采用高斯混合模型进一步对已经匹配成功的点云块进行局部配准，并采用曲线插值的方法对经过局部配准的点云块进行全局配准，得到待构建人体的点云数据模型。

4.一种用于构建人体三维模型的系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至3任一所述方法的步骤。