[发明专利]单张人脸正面照片自动转换为三维人脸模型的方法

摘要

本发明涉及一种单张人脸正面照片自动转换为三维人脸模型的方法，其特征在于包含以下步骤a.用户输入一张正面人物图片；b.提取特征点并进行分区；c.建立标准人脸三维模型；d.对标准人脸模型顶点进行分组，分离出五官点群；所述五官点群可以选择由眉毛、眼睛、鼻子、嘴以及脸部轮廓的顶点群构成。e.标准三维人脸模型顶点位置调整模块对标准三维人脸模型进行整体缩放；f.标准三维人脸模型顶点位置调整模块调整；g.最后完成整个标准人脸三维模型的重构。本发明提供的方法可以通过一张人脸正面照片自动转换为3D人脸，以符合人脸生物学特征的方式来最大程度的还原真实人脸，且便于后续动画处理。

主权项

一种单张人脸正面照片自动转换为三维人脸模型的方法，其特征在于所述方法包括由图片人脸特征点自动提取模块、标准三维人脸模型建立模块、标准三维人脸模型顶点位置调整模块、三维人脸模型顶点贴图UV坐标计算模块组成的系统，根据图片人脸特征点自动提取模块在照片中提取特人物脸部征点再结合标准三维人脸模型建立模块所建立的标准模型到标准三维人脸模型顶点位置调整模块中调整顶点位置然后在三维人脸模型顶点贴图UV坐标计算模块中自动生成顶点uv坐标；所述方法包括以下步骤：a.用户输入一张正面人物图片，输入正面人物图片后，由人脸照片处理模块对图片进行灰度图处理，获得并输出人脸深度信息；b.图片人脸特征点自动提取模块解析正面人物图片，提取出个人脸特征点XY坐标；c.标准三维人脸模型建立模块加载人脸模型数据文件，建立标准人脸三维模型；d.标准人脸布线数据化模块对标准人脸三维模型进行布线数据化，获得读取的点线面，标准三维人脸模型建立模块对标准人脸模型顶点进行分组，分离出五官点群；所述五官点群由眉毛、眼睛、鼻子、嘴以及脸部轮廓的顶点群构成，标准三维人脸模型建立模块加载的人脸模型数据文件包含113个顶点，标准人脸三维模型的中心点设为鼻尖所在的顶点；e.标准三维人脸模型顶点位置调整模块对标准三维人脸模型进行整体缩放，使额头最上顶点与下巴最下顶点的距离为步骤b中计算出来的H值，H值设为额头最上顶点和下巴最下顶点在Y方向的距离；f.标准三维人脸模型顶点位置调整模块调整步骤d区分出的组成眼睛、鼻子、嘴及脸部轮廓的顶点群的XY坐标，使它们的形状与步骤b对应的人脸特征点组成的眼睛、鼻子、嘴及脸部轮廓的形状一致；g.最后根据图片提取特征点完成整个标准人脸三维模型的重构：三维人脸模型顶点贴图UV坐标计算模块计算出标准三维人脸模块所有顶点的UV坐标，根据UV坐标直接利用正面人物图片完成贴图；所述图片人脸特征点自动提取模块根据图片格式选择对应的FaceSDK库，通过FaceSDK库进行解析，图片人脸特征点自动提取模块分别从眉毛、眼睛、鼻子、嘴以及脸部轮廓区域，提取出56个人脸特征点XY坐标，以图片左上角为原点，向右方向X从0增大至1，向下方向Y从0增大至1；三维人脸模型顶点贴图UV坐标计算模块计算出标准三维人脸模块所有顶点的UV坐标，根据UV坐标直接利用照片完成完成贴图，UV坐标计算公式如下：U＝(x+W/2)/WV＝(y+H/2)/H，参数定义：二维的UV坐标系中，水平方向是U，垂直方向是V，W是贴图的宽度，H是贴图的高度，X是模型顶点x轴坐标，Y是模型顶点y轴坐标；h.纹理映射模块将重构后的标准人脸三维模型进一步根据图片提取的人脸深度信息对模型进行纹理映射。