[发明专利]一种完备一致生物体三维特征表征模型的建立方法

说明书

本发明公开了一种完备一致生物体三维特征表征模型的建立方法，通过结合全局/局部缝合形状模型(GLoSS)和骨骼蒙皮算法(LBS)创新出一个新的生物体三维模型。首先运用全局/局部缝合形状模型(GLoSS)，之后再对其模型中的参数进行配准，把配准得到的参数再结合骨骼蒙皮算法(LBS)从而得出最终的生物体三维模型。本发明保证3D数据具有一定的真实性，建立的一致生物体三维特征表征模型可保证姿态与形态的变形，得出的3D动物模型精度更高。

技术领域

本发明涉及一种完备一致生物体三维特征表征模型的建立方法，属于计算机视觉技术领域。

背景技术

动物的检测、跟踪以及三维模型的重建在生物学、生态学、农业以及游戏娱乐产业有着诸多应用，但是目前的大部分的研究方向在于人体三维模型的建立，这是因为第一，相比于人类，动物的种类更多，各个动物种类之间的差异较大，三维模型难以建立；第二，与人类相比，难以获得动物的3D数据，大部分动物在野外，三维扫描工具使用不方便，而且动物不像人类能做出各种指令下的动作从而获得3D数据。

目前动物三维模型的建立方法之一是通过三维扫描人工制作的三维模型来获得动物的数据从而建立的模型。但是这种方式获得的数据来源有限，而是缺乏真实性。另外有的通过在动物图片上通过人工标记出关键点，通过这些关键点建立动物的3D模型。但是这些方法都存着模型精度不高，动物模型种类少，获取3D数据不方便等等局限性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种完备一致生物体三维特征表征模型的建立方法，本发明采用以全局/局部缝合形状模型(GLoSS)为基础，再结合骨骼蒙皮算法(LBS)从而建立一种完备一致生物体三维特征表征模型。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种完备一致生物体三维特征表征模型的建立方法，包括以下步骤：

步骤S1.建立全局/局部缝合形状模型GLoSS；

步骤S11.获取动物的三维特征，根据动物的三维特征确定一个三维动物模板网格，并确

定其蒙皮权重；

S12.确定全局/局部缝合形状模型GLoSS中的参数：包括局部定位I_i，局部的三维旋转矩阵r_i∈R^3×1，内部的形态参数和姿态参数π_i＝{I_i,r_i,s_i,d_i}为局部i的变量集，i为模型的局部索引且i∈(1...N)，Π＝{I,r,s,d}为所有部分的变量集，则三维模型网格顶点坐标向量计算公式如下：

其中，I_i为模型中局部的定位，r_i为局部的三维旋转矩阵，s_i为内部的形态参数，d_i为姿

态参数，为三维模型网格顶点坐标，R(r_i)为整体的三维旋转矩阵，n_i是模型局部

的顶点数量，是局部坐标系中的坐标点，计算公式如下：

p_i＝t_i+m_p,i+B_s,is_i+B_p,id_i

其中，表示局部的模板，是平均姿态偏移的向量，代表形态偏移矩阵，是决定姿态变形的矩阵；

步骤S2.把全局/局部缝合形状模型GLoSS与三维扫描图初始配准；