一种三维建模的方法和系统与流程

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及的是一种三维建模的方法和系统。

背景技术：

互联网技术的普及极大地改变了人们的生活，现代人在网上购买衣服越来越普遍，但由于网上购买衣服时无法亲身试穿，导致购买后不满意的情况非常普遍，这使得虚拟试衣技术需求迫切。

目前虚拟试衣最大的难题是对试衣者身体进行三维建模，只有建立起试衣者的身体模型才能真切地反映穿上衣服后的效果。现有的建模装置需要布设复杂的摄像头阵列，技术和成本门槛较高，不适于大规模建设，限制了虚拟试衣技术的应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种三维建模的方法和系统，能够通过合理布设反射镜和摄像头降低三维建模的成本。

一方面，本发明提供了一种三维建模的方法，该方法包括：

位于多面体空腔顶面内部的摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像；其中，所述目标用户位于所述多面体空腔内部，所述多面体空腔的内表面安装有多面反射镜；

根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像；

根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型。

另一方面，本发明还提供了一种三维建模的系统，包括：内表面安装有多面反射镜的一个多面体空腔、安装在所述多面体空腔的顶面内表面的中心的一个摄像头、数据传输装置和数据处理装置；

摄像头，用于拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像；其中，所述目标用户位于所述多面体空腔内部；

数据传输装置，用于将所述摄像头拍摄的人体图像传输给数据处理装置；

数据处理装置，用于根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像；根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型。

与相关技术相比，本发明提供的一种三维建模的方法和系统，位于多面体空腔顶面内部的摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像，根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像，根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型。本发明将目标用户置身于安装有反射镜的空间中，仅使用单摄像头拍摄且不需要大幅移动摄像头位置即可获取目标用户的多幅图像，利用多幅图像进行目标的三维建模。这种方法能够降低三维建模的成本。

附图说明

图1为本发明实施例的一种三维建模的方法流程图。

图2为本发明实施例的一种正十二面体空腔的示意图。

图3为本发明实施例的视锥示意图。

图4为本发明实施例的一种三维建模的系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种三维建模的方法，该方法包括：

s110，位于多面体空腔顶面内部的摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像；其中，所述目标用户位于所述多面体空腔内部，所述多面体空腔的内表面安装有多面反射镜；

s120，根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像；

s130，根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型；

所述方法还可以包括下述特点：

可选地，如图2所示，所述多面体空腔是正十二面体空腔；

可选地，所述摄像头是以下任意一种：鱼眼摄像头、广角摄像头、带云台旋转的普通摄像头；

可选地，所述摄像头可以变焦；

其中，仿射变换(affinetransformation或affinemap)是一种二维坐标到二维坐标之间的线性变换，它保持了二维图形的“平直性”(即：直线经过变换之后依然是直线)和“平行性”(即：二维图形之间的相对位置关系保持不变，平行线依然是平行线，且直线上点的位置顺序不变)。仿射变换可以写为如下的形式：

也可以用矩阵的形式表示如下：

通过仿射变换可以去除掉由于反射镜与摄像头拍摄位置不垂直导致的反射镜中的目标产生的形变，从而对摄像头拍摄的每一面反射镜中的图像进行校正。

可选地，所述仿射变换的算法包括：sift(尺度不变特征变换)算法；

可选地，位于多面体空腔顶面内部的摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像，包括：

带云台旋转的普通摄像头通过旋转云台拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像；或者

鱼眼摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像，然后利用鱼眼校正算法从一副鱼眼图像中恢复出每一面反射镜中的人体图像；或者

广角摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像，然后利用广角摄像头校正算法从一副广角图像中恢复出每一面反射镜中的人体图像；

可选地，所述根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型，包括：

将多面反射镜分成m组，每一组包括两面相邻的反射镜，m≥1；

对任意一组相邻的反射镜，使用轮廓提取算法从所述第一反射镜所成的人体图像的校正图像中提取出所述目标用户的第一轮廓曲线i1，从所述第二反射镜所成的人体图像的校正图像中提取出所述目标用户的第二轮廓曲线i2；根据第一反射镜和第二反射镜之间的位置关系，以及所述目标用户与第一反射镜、第二反射镜的位置关系，由所述目标用户的第一轮廓曲线i1生成第一视锥v1，由所述目标用户的第二轮廓曲线i2生成第二视锥v2，将所述第一视锥v1和第二视锥v2相交，获得所述目标用户的初步三维模型m1；

将m组初步三维模型m1，m2，…，mm进行叠加，获得最终的三维模型；

其中，如图3所示，第一视锥v1由人体的第一轮廓曲线a生成，第二视锥v2由人体的第二轮廓曲线b生成，将第一视锥v1和第二视锥v2相交得到人体的初步三维模型；相关技术中有多种生成视锥及视锥相交得到三维模型的方法，本文不再详细说明。

可选地，所述根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型，还包括：

对任意一组相邻的反射镜，根据两个反射镜所成的人体图像的校正图像中的颜色信息对所述初步三维模型的表面进行颜色渲染；

对m组初步三维模型m1，m2，…，mm赋予各自的颜色权值，根据各自的颜色权值对m组初步三维模型m1，m2，…，mm的颜色进行加权叠加，获得最终的三维模型的颜色；

其中，对m组初步三维模型m1，m2，…，mm赋予各自的颜色权值，包括：对正视图对应的初步三维模型赋予的颜色权值大，对侧视图对应的初步三维模型赋予的颜色权值小；

如图4所示，本发明实施例提供了一种三维建模的系统，包括：内表面安装有多面反射镜的一个多面体空腔、安装在所述多面体空腔的顶面内表面的中心的一个摄像头、数据传输装置和数据处理装置；

摄像头，用于拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像；其中，所述目标用户位于所述多面体空腔内部；

数据传输装置，用于将所述摄像头拍摄的人体图像传输给数据处理装置；

数据处理装置，用于根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像；根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型。

可选地，所述摄像头是以下任意一种：鱼眼摄像头、广角摄像头、带云台旋转的普通摄像头。

可选地，所述摄像头可以变焦；

可选地，摄像头，用于拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像，包括：

带云台旋转的普通摄像头通过旋转云台拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像；或者

鱼眼摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像，然后利用鱼眼校正算法从一副鱼眼图像中恢复出每一面反射镜中的人体图像；或者

广角摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中的人体图像，然后利用广角摄像头校正算法从一副广角图像中恢复出每一面反射镜中的人体图像。

可选地，数据处理装置，用于根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型，包括：

将多面反射镜分成m组，每一组包括两面相邻的反射镜，m≥1；

对任意一组相邻的反射镜，使用轮廓提取算法从所述第一反射镜所成的人体图像的校正图像中提取出所述目标用户的第一轮廓曲线i1，从所述第二反射镜所成的人体图像的校正图像中提取出所述目标用户的第二轮廓曲线i2；根据第一反射镜和第二反射镜之间的位置关系，以及所述目标用户与第一反射镜、第二反射镜的位置关系，由所述目标用户的第一轮廓曲线i1生成第一视锥v1，由所述目标用户的第二轮廓曲线i2生成第二视锥v2，将所述第一视锥v1和第二视锥v2相交，获得所述目标用户的初步三维模型m1；

将m组初步三维模型m1，m2，…，mm进行叠加，获得最终的三维模型。

可选地，数据处理装置，用于根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型，还包括：

对任意一组相邻的反射镜，根据两个反射镜所成的人体图像的校正图像中的颜色信息对所述初步三维模型的表面进行颜色渲染；

对m组初步三维模型m1，m2，…，mm赋予各自的颜色权值，根据各自的颜色权值对m组初步三维模型m1，m2，…，mm的颜色进行加权叠加，获得最终的三维模型的颜色。

可选地，数据处理装置，用于对m组初步三维模型m1，m2，…，mm赋予各自的颜色权值，包括：对正视图对应的初步三维模型赋予的颜色权值大，对侧视图对应的初步三维模型赋予的颜色权值小。

可选地，所述多面体空腔是正十二面体空腔。

上述实施例提供的一种三维建模的方法和系统，位于多面体空腔顶面内部的摄像头拍摄目标用户在多面反射镜中所成的人体图像，根据摄像头、目标用户以及多面反射镜之间的位置关系对所述摄像头拍摄的人体图像进行仿射变换，得到从不同角度拍摄的多幅人体图像的校正图像，根据多面反射镜之间的位置关系以及所述目标用户与每一面反射镜之间的位置关系对所述多幅人体图像的校正图像进行分析处理，建模得到所述目标用户的三维立体模型。本发明实施例将目标用户置身于安装有反射镜的空间中，仅使用单摄像头拍摄且不需要大幅移动摄像头位置即可获取目标用户的多幅图像，利用多幅图像进行目标的三维建模。这种方法能够降低三维建模的成本。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。