论文部分内容阅读
三维人体建模技术是当前计算机图形图像学、计算机视觉及虚拟现实技术等领域的重要研究内容之一。三维人体建模通常通过三维扫描仪直接扫描用户建立独特的三维人体模型,并进一步将人体模型应用到各个领域中。在本文中针对Kinect深度摄像机具有易操作、低成本等特点,本文提出的三维人体重建方法首先利用Kinect设备初重建三维人体模型,之后综合SCAPE三维人体模型数据库,通过查找相似体型的三维人体模型,并且对扫描模型与标准模型进行配准、网格变形来实现三维人体模型重建。实验结果表明,本文的方法简单易操作,不需特定的场景和任何人体标定,重建时间较短,重建出的三维人体模型在与扫描人体的体型很相似,并且重建出三维人体模型表面精度较高,能够满足多个领域的应用。本文主要完成有以下几部分工作:(1)利用Kinect设备分别扫描人体的上半身和下半身一周,通过点云拼接初重建出三维人体模型,对初重建的人体模型进行去噪去冗余点等预处理操作;(2)结合人体体型学,提出了根据A型、X型、V型三种体型的聚类对SCAPE三维人体网格数据库中的模型进行体型分类的方法,并在体型特征指标允许的误差范围内,提出一种在SCAPE三维人体网格数据库中查找与扫描人体模型体型相似的标准模型的方法;(3)对标准模型与扫描模型进行ICP配准并查找出对应特征部位的对应点对,实验证明,通过查找相似体型的模型,大大减小了模型在配准和查找对应点对中的误差,为重建三维人体模型奠定了良好的基础;(4)最后提出了利用网格变形迁移算法对标准模型进行迭代变形的方法。该方法是通过给定一组源网格与目标网格之间的对应点对,建立模型间的映射关系,实现源网格到目标网格的约束变形。该变形算法不需要源网格和目标网格具有相同数量的顶点数或三角面片数,也不需要模型间具有相同的连接性,并且模型间的映射关系解决了网格变形中能够始终如一地将变换应用到目标形状的优化问题。实验表明,该方法能够重建出高精度且具有用户特征的三维人体模型。