CN103955962A - 一种虚拟人头发生成的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟人头发生成的装置，包括：获取单元获取人脸正面照；第一确定单元根据所述获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；第二确定单元根据所述第一确定单元确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；生成单元根据所述第二确定单元确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。本发明实施例在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种虚拟人头发生成的装置及方法。
背景技术
头发重建属于三维头部重建技术，是虚拟人(Avatar)技术中的重要部分。头部和脸部特征是虚拟人最重要的特征。其中头发是人脸的外部特征，头发重建在虚拟人技术中必不可少，是计算机图像学界的一个研究热点。
对于头发重建技术，广泛采用的方式是：以人物的一张正面照和一张侧面照作为信息来源，提取人物正面，以及侧面的面部和头发特征点，根据面部特征点生成三维头部模型，根据头发特征点生成二维头部纹理，映射到三维头部模型上，根据头发区域特征点，用昆氏曲面进行头发区域的拟合，将昆氏曲面形变，并进行纹理贴图。
现有技术中需要正面照和侧面照作为信息来源，这样就需要采集较多的特征点，在特征点被遮挡时，则无法采集到，这样就无法重建照片上人物的头发。
发明内容
本发明实施例提供一种数据处理的装置，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。本发明实施例还提供了相应的方法。
本发明第一方面提供一种虚拟人头发生成的装置，包括：
获取单元，用于获取人脸正面照；
第一确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
生成单元，用于根据所述第二确定单元确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，
所述第一确定单元，用于获取所述获取单元获取的所述人脸正面照中的脸部特征点，根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
所述第二确定单元，用于确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为在所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域，根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
结合第一方面、第一方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，
所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述生成单元，用于根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值，将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
结合第一方面、第一方面第一种或第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述装置还包括：
反向映射单元，用于将所述生成单元生成的所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
纹理获取单元，用于获取所述反向映射单元反向映射后的所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一贴合单元，用于将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述纹理获取单元获取的所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
第二贴合单元，用于将所述第一贴合单元贴合得到的所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
本发明第二方面提供一种虚拟人头发生成的方法，包括：
获取人脸正面照；
根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
根据所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，包括：
获取所述人脸正面照中的脸部特征点；
根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述确定头发模板的适配值，包括：
确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域；
根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
结合第二方面、第二方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板，包括：
根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值；
将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
结合第二方面、第二方面第一种或第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板之后，所述方法还包括：
将所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
获取所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述得到所述未显示出的侧面和后面头发的纹理之后，所述方法还包括：
将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
将所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
本发明实施例采用获取单元获取人脸正面照，第一确定单元根据所述获取单元获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值，第二确定单元根据所述第一确定单元确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息，生成单元根据所述第二确定单元确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。与现有技术中对作为信息来源的照片要求较高相比，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中三维头部模型一结构示意图；
图2是本发明实施例中三维头发区域一结构示意图；
图3是本发明实施例中三维头发区域另一结构示意图；
图4是本发明实施例中三维头发区域另一结构示意图；
图5是三维头部模型在XY平面投影示意图；
图6为三维头部模型保持和人脸正面照一致之后再柱状展开的示意图；
图7是本发明实施例中虚拟人头发生成的装置的一实施例示意图；
图8是本发明实施例中虚拟人头发生成的装置的另一实施例示意图；
图9是本发明实施例中虚拟人头发生成的装置的另一实施例示意图；
图10是本发明实施例中虚拟人头发生成的方法的一实施例示意图；
图11是本发明实施例中虚拟人头发生成的装置的另一实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种数据处理的装置，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。本发明实施例还提供了相应的方法。以下分别进行详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的一实施例包括：
可以预先准备标准三维头部模型，在此模型上预先定义面部三维特征点集以及三维头发区域点集。
例如：可以是每个种族(亚洲，非洲，欧洲)，每种性别(男，女)共六类，每类各准备随机选取的拓扑完全一致的20个三维头部模型，作为该类别的标准三维头部模型。
在一个标准三维头部模型上定义脸部的特征点集，例如：可以定义76个特征点，其中眉毛12，眼睛18，脸部轮廓15，鼻子10，嘴部18个点，脸部特征点都用坐标表示，并给每个脸部特征点设置索引编号，并将这些脸部特征点的索引编号记录在脸部的特征点集中。
将标准三维头部模型上划分为三维头发区域和三维非头发区域，三维非头发区域包括所有脸部特征点以及被这些点形成的脸部轮廓围起来的区域，耳朵至下巴区域。其它为三维头发区域，三维头发区域的轮廓上特别标出额部，鬓角，耳周的特征点，左右基本对称。
虚拟人头发生成的装置接收一张人脸正面照，该人脸正面照是二维照片，可以是证件照等可以清楚的看出人的五官的正面照片。
虚拟人头发生成的装置可以从人脸正面照上提取处脸部特征点，虚拟人头发生成的装置可以按照三维头部模型预先定义的脸部特征点的位置，从获取的人脸正面照上获取这些人脸正面照中的脸部特征点。获取脸部特征点时，可以采用主动形状模型(Active Shape Model，ASM)的方法来定位脸部特征点。ASM方法主要用于利用若干关键特征点(landmarks)形成一个形状向量来描述一个目标。然后根据获取的人脸正面照中的脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。RBF插值算法常用于空间散乱点曲线重建。确定的三维头部模型可以参阅图1进行理解。三维头发区域可以参阅图2-图4进行理解。
三维头部模型可以包括三维头发区域和非头发区域，三维头发区域需要生成相应的头发模板。
关于头发模板，可以在三维头发区域中预先定义不同高度的标准头发模板，头发模板以头顶最高点HT——颈部最低点NE的距离L为单位1，垂直连线的平面将三维头发区域的点分为上下两部分，HT到平面的距离Lup和L的比值Lup：L满足设定的标准头发模板适配值b1,b2……bm，对每个1≤j≤m；bj∈[0,1]，其中含颈部部分为模板Tj，Tj可以为标准头发模板上预先定义的位置点的索引序号及坐标集合。
bj与Tj的对应关系可以通过如下方式来表示：
特别的，此例中m＝5时,Lup：L比值1为完全覆盖模板，0为光头模板。每个bj与一个Tj对应。
确定所述人脸正面照中的头发搜索区域S和头发区域H，所述头发搜索区域S为所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域H为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域。
可以通过H与S的比值来确定头发模板适配值，可以是H与S的面积比值，也可以是H与S的长度比值。H与S的比值用a表示。
比值a与预定义的头发模板标准适配值比较，从而选择最近似的模板
例如：将实数[0,1]分为若干区间，{0},(0,a1],(a1,a2]……(an,1]。求得头发区域H与头发搜索区域S的比例值为a，根据比例值a落入的区间适配,这里以0.2为区间长度，分6个区间，ai＝i*0.2
(ai,ai+1]区间的值对应预定义的某个bj＝ai+1。(ai,ai+1]区间与bj的对应关系，可以通过如下方式来表示：
从而可以通过a适配到对应的bj代表的模板Tj。计算H/S得0.82∈(0.8,1]，对应T5，可以确定标准头发模板为T5，T5为该标准头发模板上的位置点的坐标集合。
因考虑到标准头发模板不可能完全适配人脸正面照中的头部模型，所以要调整标准头发模板，使之成为专属头发模板t5。
三维头部模型上的三维头发区域的位置点的索引序号与标准头发模板上位置点的索引序号所指示的位置是相同的，所以可以根据索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值，将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板t5。专属头发模板可以避免生成的标准头发模板不能紧贴三维头部模型的头部，露出空洞，或者标准头发模板穿入三维头部模型中的问题。
生成专属头发模板后，将所述专属头发模板映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域，获取所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。可以是根据所述人脸正面照中显示出的头发区域的颜色填充所述侧面和后面头发的区域，得到所述未显示出的侧面和后面头发的纹理。
将所述专属头发模板映射到二维平面的过程要保持特征点对应。
特征点对应：将生成的三维头部模型的脸部特征点与人脸正面照上的脸部特征点缩放到统一尺度下，使三维头部模型在XY平面投影坐标与人脸正面照的(x,y)坐标一致，三维头部模型Head1的其它点由特征点插值得到。
保证Head1点的(x,y)值不变，将生成的Head1从沿头顶最高点HT经过后脑连接颈部点NE的弧柱状展开，柱状展开的结果处于一个平面矩形中，宽高比为2:1以保持展开三角形网格的伸展，防止贴图变形并利于后续UV坐标计算，将专属头发模板tj的边缘轮廓绘制在一幅宽高比2:1的二维图像上。
人脸正面照中显示出的头发作为种子，统计头发的颜色信息，用头发的平均颜色作为填充颜色。
图5为三维头部模型在XY平面投影示意图。图6为三维头部模型保持和人脸正面照一致之后再柱状展开的示意图。
得到头发纹理后，人脸正面照中显示出的头发纹理与未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合。具体过程可以是：
将得到的显示出的头发纹理和人脸正面纹理，按照人脸左右对称的中轴线与侧后面纹理的中线重合为准，覆盖侧后面纹理，检查人脸正面照片的头发外轮廓点：头发外轮廓点存在，将其与专属头发模板上两耳之间的轮廓点进行比较：专属头发模板前额点被相近位置的照片轮廓点替代；在左侧鬓角模板点和照片轮廓点y值相近的点中，取靠近右边的点，这些点拟合出一条鬓角曲线，曲线左侧填充合成头发颜色，曲线右侧到脸部轮廓之间用皮肤色融合，面部右侧同理，使得侧面和前额的头发在鬓角处连成一片，轮廓点内是正面照片纹理。
参阅图7，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的一实施例包括：
获取单元201，用于获取人脸正面照；
第一确定单元202，用于根据所述获取单元201获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
第二确定单元203，用于根据所述第一确定单元201确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
生成单元204，用于根据所述第二确定单元203确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
本发明实施例中，获取单元201获取人脸正面照，第一确定单元202根据所述获取单元201获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值，第二确定单元203根据所述第一确定单元201确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息，生成单元204根据所述第二确定单元203确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。与现有技术中对作为信息来源的照片要求较高相比，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。
可选地，在上述图7对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的另一实施例中，
所述第一确定单元202，用于获取所述获取单元获取的所述人脸正面照中的脸部特征点，根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
可选地，在上述图7对应的可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的另一实施例中，
所述第二确定单元203，用于确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为在所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域，根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
可选地，在上述图7对应的实施例或可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的另一实施例中，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述生成单元204，用于根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值，将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
可选地，在上述图7对应的实施例或可选实施例的基础上，参阅图8，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的另一实施例中，所述装置20还包括：
反向映射单元205，用于将所述生成单元204生成的所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
纹理获取单元206，用于获取所述反向映射单元205反向映射后的所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
可选地，在上述图8对应的实施例或可选实施例的基础上，参阅图9，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置20的另一实施例中，所述装置20还包括：
第一贴合单元207，用于将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述纹理获取单元206获取的所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
第二贴合单元208，用于将所述第一贴合单元207贴合得到的所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
本发明实施例中的描述可以参阅图7以上实施例部分的描述进行理解，本处不再做详细赘述。
参阅图10，本发明实施例提供的一种虚拟人头发生成的方法的一实施例包括：
301、获取人脸正面照。
302、根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值。
303、根据所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息。
304、根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
本发明实施例中，获取人脸正面照，根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值，根据所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息，根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。与现有技术中对作为信息来源的照片要求较高相比，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。
可选地，在上述图10对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的另一实施例中，所述根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，可以包括：
获取所述人脸正面照中的脸部特征点；
根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
可选地，在上述图10对应的可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的另一实施例中，所述确定头发模板的适配值，可以包括：
确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域；
根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
可选地，在上述图10对应的实施例或可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的另一实施例中，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板，可以包括：
根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值；
将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
可选地，在上述图10对应的实施例或可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的另一实施例中，所述得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板之后，所述方法还可以包括：
将所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
获取所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
可选地，在上述图10对应的可选实施例的基础上，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的方法的另一实施例中，所述得到所述未显示出的侧面和后面头发的纹理之后，所述方法还可以包括：
将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
将所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
本发明实施例中的描述可以参阅图7以上实施例部分的描述进行理解，本处不再做详细赘述。
图11是本发明实施例虚拟人头发生成的装置20的结构示意图。虚拟人头发生成的装置20可包括输入设备210、输出设备220、处理器230和存储器240。
存储器240可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器230提供指令和数据。存储器240的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。
存储器240存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集:
操作指令：包括各种操作指令，用于实现各种操作。
操作系统：包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
在本发明实施例中，处理器230通过调用存储器240存储的操作指令(该操作指令可存储在操作系统中)，执行如下操作：
获取人脸正面照；
根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
根据所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
本发明实施例中，本发明实施例提供的虚拟人头发生成的装置，在重建照片上人物头发时，只需要一张人物正面照，而且不需要采集头发特征点，这样降低了对作为信息源的照片的要求。
处理器230控制虚拟人头发生成的装置20的操作，处理器230还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。存储器240可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器230提供指令和数据。存储器240的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中，虚拟人头发生成的装置20的各个组件通过总线系统250耦合在一起，其中总线系统250除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统250。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器230中，或者由处理器230实现。处理器230可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器230中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器230可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器240，处理器230读取存储器240中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可选地，处理器230具体可获取所述人脸正面照中的脸部特征点，根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
可选地，处理器230具体可确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域，根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
可选地，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号，处理器230具体根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值，将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
可选地，处理器230具体可将所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域，获取所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
可选地，处理器230具体可将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板，将所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的虚拟人头发生成的装置以及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种虚拟人头发生成的装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取人脸正面照；
第一确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
生成单元，用于根据所述第二确定单元确定的所述标准头发模板的描述信息和所述第一确定单元确定的所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一确定单元，用于获取所述获取单元获取的所述人脸正面照中的脸部特征点，根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述第二确定单元，用于确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为在所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域，根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述生成单元，用于根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值，将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
5.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
反向映射单元，用于将所述生成单元生成的所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
纹理获取单元，用于获取所述反向映射单元反向映射后的所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一贴合单元，用于将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述纹理获取单元获取的所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
第二贴合单元，用于将所述第一贴合单元贴合得到的所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
7.一种虚拟人头发生成的方法，其特征在于，包括：
获取人脸正面照；
根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，并确定头发模板的适配值；
根据所述头发模板的适配值，在预置的头发模板标准适配值和标准头发模板的描述信息的对应关系中，确定所述头发模板的适配值对应的标准头发模板的描述信息；
根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述人脸正面照，确定三维头部模型，包括：
获取所述人脸正面照中的脸部特征点；
根据所述脸部特征点，利用径向基函数RBF插值算法，确定所述三维头部模型。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定头发模板的适配值，包括：
确定所述人脸正面照中的头发搜索区域和头发区域，所述头发搜索区域为所述人脸正面照上脸部特征点所组合形成的脸部区域之外的按照预置形状确定的区域，所述头发区域为根据所述人脸正面照上头发的颜色所确定的区域；
根据所述头发区域的参数与所述头发搜索区域的参数，确定头发模板适配值。
10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，所述标准头发模板的描述信息为所述标准头发模板上的位置点在所述三维头部模型上相应位置点的索引序号；
所述根据所述标准头发模板的描述信息和所述三维头部模型，得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板，包括：
根据所述索引序号，确定在所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值；
将所述三维头部模型上所述索引序号对应的位置点的坐标值作为所述专属头发模板上相应位置点的坐标值，得到适用于所述三维头部模型的所述专属头发模板。
11.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，所述得到适用于所述三维头部模型的专属头发模板之后，所述方法还包括：
将所述专属头发模板，反向映射到二维平面，得到所述人脸正面照中未显示出的侧面和后面头发的区域；
获取所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理，所述未显示出的侧面和后面头发的区域的纹理颜色来源于显示出的头发区域的头发颜色。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述得到所述未显示出的侧面和后面头发的纹理之后，所述方法还包括：
将所述人脸正面照中显示出的头发的纹理和所述未显示出的侧面和后面头发的纹理进行纹理贴合，得到头发纹理模板；
将所述头发纹理模板贴合到所述三维头部模型上，得到带有头发的所述三维头部模型。
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