一种数字人换装模型融合方法、系统及存储介质与流程

本发明属于虚拟数字模型，具体涉及一种数字人换装模型融合方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着虚拟数字人应用领域的逐渐增多，带来了与日俱增的数字人换装需求，比如在不同的虚拟应用场景，数字人需要有与之配套的全身服装，并且伴随用户个性化、多样化的需求，服装变化也越来越频繁。现有的数字人换装实现方式大都是在三维人体网格模型基础上进行全身服装模型的制作，或者将三维人体网格模型与预制的服装模型进行整体化的形体匹配，十分耗费时间和成本，极大地限制了数字人换装的快速大规模生成。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种数字人换装模型融合方法、系统及存储介质，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，提供一种数字人换装模型融合方法，包括：

4、获取数字人的自建头部三维模型以及不含头部的目标服装三维模型；

5、提取所述自建头部三维模型的脖颈底部第一类三维空间直线，提取所述目标服装三维模型的脖颈顶部第二类三维空间直线；

6、分别对第一类三维空间直线和第二类三维空间直线进行特征表示，得到第一类三维空间直线对应的第一类描述特征以及第二类三维空间直线对应的第二类描述特征；

7、根据第一类描述特征和第二类描述特征评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性，得到相似性评估结果；

8、根据相似性评估结果生成代表匹配概率的权重矩阵；

9、基于权重矩阵确定第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的匹配参数组，并从匹配参数组中选取出最优匹配参数；

10、根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的匹配融合，得到融合后的换装数字人。

11、在一个可能的设计中，所述获取不含头部的目标服装三维模型，包括：获取包含头部的目标全身服装模型，对目标全身服装模型进行预处理，截去目标全身服装模型的头部，得到不含头部的目标服装三维模型。

12、在一个可能的设计中，所述分别对第一类三维空间直线和第二类三维空间直线进行特征表示，包括：

13、采用普吕克坐标表示方式来分别表征第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的直线特征；

14、然后通过k近邻算法分别对第一类三维空间直线和第二类三维空间直线进行局部特征提取，并将提取的局部特征通过多层感知器映射成高维空间编码，得到第一类三维空间直线的第一普吕克直线子空间高维编码以及第二类三维空间直线的第二普吕克直线子空间高维编码；

15、基于第一普吕克直线子空间高维编码嵌入对应第一类三维空间直线的直线特征及其邻域直线特征进行编码显著描述，形成第一类描述特征，基于第二普吕克直线子空间高维编码嵌入对应第二类三维空间直线的直线特征及其邻域直线特征进行编码显著描述，形成第二类描述特征。

16、在一个可能的设计中，所述根据第一类直线特征和第二类直线特征评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性，包括：根据第一类直线特征和第二类直线特征采用全局特征匹配方法评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性。

17、在一个可能的设计中，所述根据相似性评估结果生成代表匹配概率的权重矩阵，包括：将相似性评估结果输入轻量级匹配回归网络生成代表匹配概率的权重矩阵。

18、在一个可能的设计中，所述基于权重矩阵确定第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的匹配参数组，并从匹配参数组中选取出最优匹配参数，包括：根据权重矩阵提取第一类三维空间直线和第二类三维空间直线包含外点的一致直线匹配组合，得到相应匹配参数组；采用ransac算法迭代配准选取匹配参数组中包含内点最多的相应匹配参数作为最优匹配参数。

19、在一个可能的设计中，所述根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的匹配融合，得到融合后的换装数字人，包括：根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的平滑连接，得到融合后的换装数字人。

20、第二方面，提供一种数字人换装模型融合系统，包括获取单元、提取单元、表示单元、评估单元、生成单元、确定单元和融合单元，其中：

21、获取单元，用于获取数字人的自建头部三维模型以及不含头部的目标服装三维模型；

22、提取单元，用于提取所述自建头部三维模型的脖颈底部第一类三维空间直线，提取所述目标服装三维模型的脖颈顶部第二类三维空间直线；

23、表示单元，用于分别对第一类三维空间直线和第二类三维空间直线进行特征表示，得到第一类三维空间直线对应的第一类描述特征以及第二类三维空间直线对应的第二类描述特征；

24、评估单元，用于根据第一类描述特征和第二类描述特征评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性，得到相似性评估结果；

25、生成单元，用于根据相似性评估结果生成代表匹配概率的权重矩阵；

26、确定单元，用于基于权重矩阵确定第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的匹配参数组，并从匹配参数组中选取出最优匹配参数；

27、融合单元，用于根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的匹配融合，得到融合后的换装数字人。

28、第三方面，提供一种数字人换装模型融合系统，包括：

29、存储器，用于存储指令；

30、处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行上述第一方面中任意一种所述的方法。

31、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。同时，还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。

32、有益效果：本发明通过获取自建头部三维模型以及不含头部的目标服装三维模型来提取相应的三维空间直线，对自建头部三维模型和目标服装三维模型对应的三维空间直线进行相应的特征描述，然后进行相似性评估，基于相似性评估结果进行匹配参数的确定，最后根据匹配参数完成自建头部三维模型和目标服装三维模型的匹配融合，可以快速生成高质量的换装数字人。本发明将三维模型的整体匹配转换为普吕克坐标表征的三维直线对的匹配，大大提高了匹配速度；通过嵌入直线及其邻域直线特征形成便于匹配的显著特征描述保证直线特征的显著性；通过使用ransac框架完成三维直线结构配准，提高了匹配融合的准确度，并保留直线的法线元素，保证了最终融合效果不受光照影响。

技术特征：

1.一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述获取不含头部的目标服装三维模型，包括：获取包含头部的目标全身服装模型，对目标全身服装模型进行预处理，截去目标全身服装模型的头部，得到不含头部的目标服装三维模型。

3.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述分别对第一类三维空间直线和第二类三维空间直线进行特征表示，包括：

4.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述根据第一类直线特征和第二类直线特征评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性，包括：根据第一类直线特征和第二类直线特征采用全局特征匹配方法评估第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的相似性。

5.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述根据相似性评估结果生成代表匹配概率的权重矩阵，包括：将相似性评估结果输入轻量级匹配回归网络生成代表匹配概率的权重矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述基于权重矩阵确定第一类三维空间直线和第二类三维空间直线的匹配参数组，并从匹配参数组中选取出最优匹配参数，包括：根据权重矩阵提取第一类三维空间直线和第二类三维空间直线包含外点的一致直线匹配组合，得到相应匹配参数组；采用ransac算法迭代配准选取匹配参数组中包含内点最多的相应匹配参数作为最优匹配参数。

7.根据权利要求1所述的一种数字人换装模型融合方法，其特征在于，所述根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的匹配融合，得到融合后的换装数字人，包括：根据最优匹配参数进行自建头部三维模型与目标服装三维模型的平滑连接，得到融合后的换装数字人。

8.一种数字人换装模型融合系统，其特征在于，包括获取单元、提取单元、表示单元、评估单元、生成单元、确定单元和融合单元，其中：

9.一种数字人换装模型融合系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-7任意一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及虚拟数字模型技术领域，具体公开了一种数字人换装模型融合方法、系统及存储介质，通过获取自建头部三维模型以及不含头部的目标服装三维模型来提取相应的三维空间直线，对自建头部三维模型和目标服装三维模型对应的三维空间直线进行相应的特征描述，然后进行相似性评估，基于相似性评估结果进行匹配参数的确定，最后根据匹配参数完成自建头部三维模型和目标服装三维模型的匹配融合，可以快速生成高质量的换装数字人。本发明可以实现换装数字人模型的快速融合生成，大大提高模型的配准速度和准确度，达到良好的模型融合效果。

技术研发人员：李兵,刘一立,陈波,谢诗星,陈先军
受保护的技术使用者：碳丝路文化传播（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15