CN108171789A - 一种虚拟形象生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例的虚拟形象生成方法和系统，用于解决无法利用智能移动终端直接形成高精度虚拟形象的技术问题。方法包括：从电子影像中获取头部的电子形象；形成与电子形象匹配的适配头部模型；利用适配头部模型量化电子形象中的五官形态；利用电子形象量化表皮组织纹理；通过量化的五官形态和表皮组织纹理调整适配头部模型，形成头部的虚拟形象。将影像数据中的面部形象与预设头部模型匹配使得面部形象的细节特征可以量化反映在预设头部模型上，保证了预设头部模型形成的虚拟形象对用户面部细节较准确的反映。通过改变头部模型的表皮组织贴图内容，可以进一步优化使用者虚拟形象的面部形象，提升或增加虚拟形象的表现效果。

Description

一种虚拟形象生成方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机图形处理的方法和系统，特别涉及一种虚拟形象生成方法和系统。

背景技术

利用三维扫描技术可以确定头面部轮廓和五官轮廓，可以捕捉五官的细节变化和剧烈变化，根据三维扫描数据建立的头面部三维模型可以建立实时反映使用者面部表情的虚拟形象。现有智能手机的摄像部件进行三维扫描的性能有限，无法反映真实表情变化。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种虚拟形象生成方法和系统，用于解决无法利用智能移动终端直接形成高精度虚拟形象的技术问题。

本发明实施例的虚拟形象生成方法，包括：

从电子影像中获取头部的电子形象；

形成与所述电子形象匹配的适配头部模型；

利用所述适配头部模型量化所述电子形象中的五官形态；

利用所述电子形象量化表皮组织纹理；

通过量化的所述五官形态和所述表皮组织纹理调整所述适配头部模型，形成所述头部的虚拟形象。

本发明实施例的虚拟形象生成系统，包括处理器和存储器，

所述存储器用于存储所述的虚拟形象生成方法中对应步骤的程序片段；

所述处理器用于执行所述程序片段。

本发明实施例的虚拟形象生成系统，包括：

形象获取装置，用于从电子影像中获取头部的电子形象；

模型适配装置，用于形成与所述电子形象匹配的适配头部模型；

形态量化装置，用于利用所述适配头部模型量化所述电子形象中的五官形态；

贴图量化装置，用于利用所述电子形象量化表皮组织纹理；

模型调整装置，用于通过量化的所述五官形态和所述表皮组织纹理调整所述适配头部模型，形成所述头部的虚拟形象。

本发明的虚拟形象生成方法和系统降低了虚拟形象生成过程中对硬件性能的苛刻要求，直接采用移动智能终端的摄像部件就可以满足影像数据采集的硬件要求。通过将影像数据中的面部形象与预设头部模型匹配使得面部形象的细节特征可以量化反映在预设头部模型上，保证了预设头部模型形成的虚拟形象对用户面部细节较准确的反映。通过改变头部模型的表皮组织贴图内容，可以进一步优化使用者虚拟形象的面部形象，提升或增加虚拟形象的表现效果。

附图说明

图1为本发明一实施例虚拟形象生成方法的主要处理流程图。

图2为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取电子形象的处理流程图。

图3为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取头部模型的处理流程图。

图4为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取面部形态的处理流程图。

图5为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取五官特征的处理流程图。

图6为本发明一实施例虚拟形象生成方法中对头部模型的处理流程图。

图7为本发明一实施例虚拟形象生成系统的主要架构示意图。

图8为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取电子形象的面部区别示意图。

图9为本发明一实施例虚拟形象生成方法中嘴部形态示意图。

图10为本发明一实施例虚拟形象生成方法中嘴部的唇部形态示意图。

具体实施方式

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，本领域普通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。

附图中的步骤编号仅用于作为该步骤的附图标记，不表示执行顺序。

图1为本发明一实施例虚拟形象生成方法的主要处理流程图。如图1所示，包括：

步骤100：从电子影像中获取头部的电子形象。

电子影像可以采用相机或摄像头等移动终端附件实时获取电子图像。电子图像可以是自然光线下通过通用摄像头获取的电子影像，也可以是结合景深摄像头的黑白信号，红外摄像头的场强信号等特定频段信号的电子影像，电子影像数据中包括采用时域或频域分析可以提取的颜色边界数据以及色度或照度数据。具体电子图像的获取本发明不做具体限定。头部的电子图像优选使用者的头部正面电子影像。

步骤200：形成与电子形象匹配的适配头部模型。

适配头部模型由预设头部模型中选取。头部模型包括整个头部的通用三维模型，通常由一组有序顶点拟合头部轮廓形成，有序顶点基于一个坐标系具有确定的坐标，有序顶点间的相对位置可以通过有序顶点坐标直接转换。头部轮廓包括头部整体轮廓形状和其中的面部轮廓形状，面部轮廓的边缘主要由面部的骨骼轮廓支撑面部组织形成。在以面部为主要表现对象的二维或准三维图像中，面部轮廓形状的细节比头部整体轮廓形状的细节更容易被察觉。

步骤300：利用适配头部模型量化电子形象中的五官形态。

通过适配头部模型的有序顶点建立头部空间的坐标基准，将使用者五官各部分器官、组织的局部特征属性与对应的坐标基准进行距离和角度等参数的量化形成五官形态特征，五官形态特征中的相对位置数据反映了使用者五官与头部模型上标准化五官的量化差异。

五官是对面部特征的统称，作为个体识别的关键，五官至少包括眼部、耳部、鼻部、口部和眉部，每个部分都包括若干个器官、表皮组织组成的外显形象等生理构成，生理构成可以通过不同的物理特征描述，局部特征属性的集合反映了五官的具体形态表现。

步骤400：利用电子形象量化五官的表皮组织纹理。

五官中的可单独调整的与外表面貌相关的生理构成可以通过范围、纹理等不同的物理特征描述形成表皮贴图特征，并且可以通过相似的材质纹理和形状特征进行准确定量表达，生理构成的相似的材质纹理和形状的无缝拼合反映了五官的具体视觉表现。

步骤500：通过量化的五官形态和表皮组织纹理调整适配头部模型，形成头部的虚拟形象。

调整适配头部模型包括利用面部组织相对位置数据将标准化五官的局部特征属性向用户五官的局部特征属性调整，形成与使用者形象一致的使用者虚拟形象，同时也包括对使用者虚拟形象上的五官贴图、五官中的器官贴图、五官中的组织贴图进行编辑和替换。

本发明实施例的虚拟形象生成方法，降低了虚拟形象生成过程中对硬件性能的苛刻要求，直接采用移动智能终端的摄像部件就可以满足影像数据采集的硬件要求。通过将影像数据中的面部形象与预设头部模型匹配使得面部形象的细节特征可以量化反映在预设头部模型上，保证了预设头部模型形成的虚拟形象对用户面部细节较准确的反映。通过改变头部模型的表皮组织贴图内容，可以进一步优化使用者虚拟形象的面部形象，提升或增加虚拟形象的表现效果。

图2为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取电子形象的处理流程图。如图2所示，从电子影像中获取头部的电子形象包括：

步骤110：获取头部的电子图像。

电子图像中至少包括以下一种可数字信号识别的信号集合：

自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号等。

步骤120：根据头部生理特征识别电子图像中的头部轮廓。

头部轮廓采用头部骨骼识别技术完成，将头部轮廓从电子图像中识别。具体头部识别过程本发明实施例不做具体限定。

以生理解剖的经典头部骨骼结构为识别基础，在电子图像中对符合整体骨骼轮廓的头部轮廓进行识别，获得头部轮廓确切边界的像素坐标数据。

步骤130：根据面部生理特征识别电子图像中的面部轮廓。

面部轮廓采用人脸面部识别技术完成，将面部轮廓从电子图像中识别。具体人脸面部识别过程本发明实施例不做具体限定。以生理解剖的经典面部结构为识别基础，在电子图像中对符合整体骨骼轮廓的面部轮廓进行识别，获得面部轮廓的确切边界的像素坐标数据。

步骤140：通过面部轮廓和骨骼轮廓确定头部电子形象。

根据识别精度或识别需求，头部电子形象可以是完整的头部电子形象结合更精确的面部电子形象。也可以根据需求仅识别面部轮廓确定头部电子形象。

本发明实施例中利用图像识别技术获得头部或面部轮廓的平面坐标范围，降低了后续数据处理直接采用三维识别的算法复杂度和处理器计算负荷。

图8为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取电子形象的面部区别示意图。如图8所示，本发明实施例的虚拟形象生成方法中电子形象可以有效区分面部轮廓形状，有效识别被头发遮挡的头部形状。

图3为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取头部模型的处理流程图。如图3所示，形成与电子形象匹配的适配头部模型包括：

步骤240：获取头部电子形象的轮廓。

通过头部电子形象确定头部或单独面部的轮廓。面部轮廓采用人脸面部识别技术完成，将头部轮廓或面部轮廓分别从电子图像中识别。具体人脸面部识别过程本发明实施例不做具体限定。

步骤250：将电子形象的轮廓与预设头部模型的轮廓逐一拟合，获得适配头部模型。

将使用者在电子映像中的面部轮廓与一系列的预设头部模型的头面部轮廓逐一比较进行拟合，确定适配度最高的适配头部模型作为适配头部模型。

本发明实施例中适配头部模型与头面部轮廓的拟合过程，完成了电子映像与适配头部模型坐标的映射和关联，使得低维数据与高维图形形成对应的数据关联，为数据传递和反馈提供了传递基础。

如图3所示，本发明一实施例中预设头部模型的形成包括：

步骤210：获取基本头部模型。

根据生理特征的统计学数据可以形成反映种族、地域、年龄、性别等客观属性的头部三维模型，一个或多个上述的头部三维模型作为头部的基础模型，关于头部三维模型的具体形成采用的三维建模技术手段本发明实施例不做具体限定。

步骤220：获取基本面部模型。

根据面部骨骼特征的统计学数据可以形成脸型分类，轮廓特征作为脸型的数学量化描述，轮廓特征包括但不限于影像数据中面部的投影轮廓、影像数据中面部起伏的亮度差异以及色度差异，关于面部特征的数学描述本发明实施例不做具体限定。

步骤230：根据基本面部模型调整基本头部模型的面部轮廓，形成系列的预设头部模型。

利用各类型脸型的轮廓特征调整基础模型的面部局部模型，使同一个预设头部模型形成具有多种面部轮廓的一系列预设头部模型。

本发明实施例中一系列预设头部模型的形成可以预先形成，预先存储在服务端或客户端，避免消耗客户端的计算资料。

图4为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取面部形态的处理流程图。如图4所示，利用适配头部模型量化电子形象中的五官形态包括：

步骤310：利用头部电子形象对面部骨骼进行识别，通过适配头部模型形成骨骼形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映面部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

步骤320：利用头部电子形象对眉部进行识别，通过适配头部模型形成眉部形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映眉部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

步骤330：利用头部电子形象对眼部进行识别，通过适配头部模型形成眼部形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映眼部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

步骤340：利用头部电子形象对嘴部进行识别，通过适配头部模型形成嘴部形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映嘴部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

步骤350：利用头部电子形象对鼻部进行识别，通过适配头部模型形成鼻部形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映鼻部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

步骤360：利用头部电子形象对耳部进行识别，通过适配头部模型形成耳部形态特征。

以头部电子形象中的自然光分布信号、红外光分布信号、明暗强度分布信号和灰度强度分布信号反映耳部的整体立体形态，并利用预设头部模型的基本形态作为坐标系，形成相应五官的增量或偏移的形态特征，具体量化过程和量化数据形式本发明实施例不做限定。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明实施例中在电子形象的头、面部轮廓中确定五官各部分的具体形态以获得具体形态的量化数据如坐标、角度或高度等，使得五官的形态与头部模型的坐标体系形成可计量的计量数据如偏移或误差等。

如图4所示，本发明一实施例中面部骨骼的具体识别包括：

步骤311：对面部宽度和长度的识别，比较适配头部模型形成面部长宽比特征。

步骤312：比较适配头部模型对两侧颞骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颞骨特征。

步骤313：比较适配头部模型对两侧眉骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成眉骨特征。

步骤314：比较适配头部模型对鼻骨向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成鼻骨特征。

步骤315：比较适配头部模型对两侧颧骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颧骨特征。

步骤316：比较适配头部模型对上颌骨两侧分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成上颌骨特征。

步骤317：比较适配头部模型对下颌骨形状的识别，形成下颌骨特征。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得面部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的相应特征比较获得差异，差异形成量化的形态特征数据。

如图4所示，本发明一实施例中眉部的具体识别包括：

步骤321：比较适配头部模型对面部两侧的眉毛的宽度进行识别，形成眉部的宽度特征。

步骤322：比较适配头部模型对面部两侧的眉毛上下位置进行识别，形成眉部的竖直偏移特征。

步骤323：比较适配头部模型对面部两侧的眉毛内角上下位置进行识别，形成眉部的角度特征。

步骤324：比较适配头部模型对面部两侧的眉毛内角间距位置进行识别，形成眉部的间距特征。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得眉部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

如图4所示，本发明一实施例中眼部的具体识别包括：

步骤331：比较适配头部模型对面部两侧的眼部左右位置进行识别，形成眼部的偏移位置特征。

步骤332：比较适配头部模型对面部两侧的眼部倾斜角度进行识别，形成眼部的偏移角度特征。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得眼部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

如图4所示，本发明一实施例中嘴部的具体识别包括：

步骤341：比较适配头部模型对上下嘴唇进行识别，形成嘴部的薄厚特征。

步骤342：比较适配头部模型对左右嘴角的角度进行识别，形成嘴部的倾斜特征。

步骤343：比较适配头部模型对上下嘴唇的唇峰进行识别，形成嘴部的弯曲特征。

步骤344：比较适配头部模型对嘴唇的整体位置进行识别，形成嘴部的位置特征。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得嘴部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

图9为本发明一实施例虚拟形象生成方法中嘴部形态示意图。图10为本发明一实施例虚拟形象生成方法中嘴部的唇部形态示意图。结合图9和图10所示，嘴部的具体识别可以有效建立各种嘴型和唇形的差异特征，量化成不同嘴部的形态特征，形成精确的五官形态的量化形态数据。

如图4所示，本发明一实施例中鼻部的具体识别包括：

步骤351：比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征。

步骤352：比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征。

步骤353：比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得鼻部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

如图4所示，本发明一实施例中耳部的具体识别包括：

步骤361：比较适配头部模型对面部两侧的耳廓(软骨部分)进行识别，形成耳部的上部特征。

步骤362：比较适配头部模型对面部两侧的耳垂(组织部分)进行识别，形成耳部的下部特征。

在本发明一实施例中以上识别步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上识别步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得耳部的立体形态，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

图5为本发明一实施例虚拟形象生成方法中获取五官特征的处理流程图。如图5所示，量化电子形象中的表皮组织纹理形成表皮贴图特征包括：

步骤410：分离电子形象中左右眉部的眉毛形成单独贴图对象和贴图特征。左右眉部的眉毛可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤420：分离电子形象中左右眼部的睫毛形成单独贴图对象和贴图特征。左右眼部的睫毛可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤430：分离电子形象中鼻部的鼻子形成单独贴图对象和贴图特征。鼻子的鼻梁部、鼻尖部、鼻翼部可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤440：分离电子形象中嘴部的上下嘴唇形成单独贴图对象和贴图特征。嘴部的上下嘴唇可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤450：分离电子形象中眼部的上下眼睑形成单独贴图对象和贴图特征。眼部的上下眼睑可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤460：分离电子形象中左右眼部的眼球形成单独贴图对象和贴图特征。左右眼部的眼球可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤470：分离电子形象中头部的头发形成单独贴图对象和贴图特征。头部的头发局部可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

步骤480：分离电子形象中面部的皮肤形成单独贴图对象和贴图特征。面部的皮肤局部可以具有单独的贴图特征，作为单独的贴图对象。

在本发明一实施例中以上量化步骤可以根据识别精度、识别速度、识别基准等要求进行部分取舍，可以包括但不限于以上量化步骤。

本发明一实施例中以上识别步骤通过电子形象中的色彩信号、亮度信号、灰度信号、波长信号的分布结合五官的生理特征统计规律结合数据处理获得。具体的数据处理过程本发明不做限定。

本发明实施例中获得五官表皮组织的纹理特征，并将立体形态相对于适配头部模型的差异形成量化数据。

图6为本发明一实施例虚拟形象生成方法中对头部模型的处理流程图。如图6所示，通过量化的五官形态和表皮组织纹理调整适配头部模型形成头部的虚拟形象包括：

步骤510：通过五官形态特征获得电子形象中五官与适配头部模型对应有序顶点的差异。

步骤520：调整适配头部模型的有序顶点位置，消除适配头部模型与电子形象中五官的差异。

步骤530：将表皮组织纹理的贴图素材根据表皮贴图特征在适配头部模型对应有序顶点固定。

本发明实施例中将量化后的用户五官形态特征反映在适配头部模型上，利用平面电子形象中的头部特征信息修正相似的头部模型，使得适配头部模型真实呈现用户的头部或面部的立体形象。

如图6所示，本发明一实施例中贴图素材的获得包括：

步骤531：获取类型化的贴图素材。贴图素材与贴图对象对应，贴图素材具有统一的设计风格或典型形象的装饰风格，例如嘻哈风格、颓废风格、重金属风格等。

如图6所示，本发明一实施例中贴图素材的获得包括：

步骤532：将电子形象中的图像形成贴图素材。

如图6所示，本发明一实施例中贴图素材的获得包括：

步骤533：将电子形象中的图像优化形成贴图素材。

本发明实施例中在头部模型可以如实反映用户的头面部立体轮廓基础上，可以对头部模型的五官纹理呈现进一步优化，对用户虚拟形象进行美化或优化，提升用户的交互感受。

在本发明实施例虚拟形象生成方法的基础上，结合人脸动作捕捉技术，可以准确实现用户的真实表情在用户头部虚拟形象上的如实反馈，满足了通过通用的电子影像格式如实建立用户真实的立体表情反馈。

本发明一实施例的虚拟形象生成系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储上述实施例的虚拟形象生成方法中对应步骤的程序片段，处理器用于执行上述实施例的虚拟形象生成方法中步骤对应的程序片段。

图7为本发明一实施例虚拟形象生成系统的主要架构示意图。包括：

形象获取装置1100，用于从电子影像中获取头部的电子形象；

模型适配装置1200，用于形成与电子形象匹配的适配头部模型；

形态量化装置1300，用于利用适配头部模型量化电子形象中的五官形态；

贴图量化装置1400，用于利用电子形象量化五官的表皮组织纹理；

模型调整装置1500，用于通过量化的五官形态和表皮组织纹理调整适配头部模型，形成头部的虚拟形象。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中形象获取装置1100包括：

影像数据获取模块1110，用于获取头部的电子图像；

骨骼轮廓识别模块1120，用于根据头部生理特征识别电子图像中的头部轮廓；

面部轮廓识别模块1130，根据面部生理特征识别电子图像中的面部轮廓；

电子形象生成模块1140，用于通过面部轮廓和骨骼轮廓确定头部电子形象。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中模型适配装置1200包括：

头部模型获取模块1210，用于获取基本头部模型；

面部模型获取模块1220，用于获取获取基本面部模型；

模型适配模块1230，用于根据基本面部模型调整基本头部模型的面部轮廓，形成系列的预设头部模型；

形象获取模块1240，用于获取头部电子形象的轮廓；

形象模型匹配模块1250，用于将电子形象的轮廓与预设头部模型的轮廓逐一拟合，获得适配头部模型。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中形态量化装置1300包括：

面部形态识别模块1310，用于利用头部电子形象对面部骨骼进行识别，通过适配头部模型形成骨骼形态特征；

眉部形态识别模块1320，用于利用头部电子形象对眉部进行识别，通过适配头部模型形成眉部形态特征；

眼部形态识别模块1330，用于利用头部电子形象对眼部进行识别，通过适配头部模型形成眼部形态特征；

嘴部形态识别模块1340，用于利用头部电子形象对嘴部进行识别，通过适配头部模型形成嘴部形态特征；

鼻部形态识别模块1350，用于利用头部电子形象对鼻部进行识别，通过适配头部模型形成鼻部形态特征；

耳部形态识别模块1360，用于利用头部电子形象对耳部进行识别，通过适配头部模型形成耳部形态特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中面部形态识别模块1310包括：

第一骨骼识别单元1311，用于对面部宽度和长度的识别，比较适配头部模型形成面部长宽比特征；

第二骨骼识别单元1312，用于比较适配头部模型对两侧颞骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颞骨特征；

第三骨骼识别单元1313，用于比较适配头部模型对两侧眉骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成眉骨特征；

第四骨骼识别单元1314，用于比较适配头部模型对鼻骨向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成鼻骨特征；

第五骨骼识别单元1315，用于比较适配头部模型对两侧颧骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颧骨特征；

第六骨骼识别单元1316，用于比较适配头部模型对上颌骨两侧分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成上颌骨特征；

第七骨骼识别单元1317，用于比较适配头部模型对下颌骨形状的识别，形成下颌骨特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中眉部形态识别模块1320包括：

第一眉部识别单元1321，用于比较适配头部模型对面部两侧的眉毛的宽度进行识别，形成眉部的宽度特征；

第二眉部识别单元1322，用于比较适配头部模型对面部两侧的眉毛上下位置进行识别，形成眉部的竖直偏移特征；

第三眉部识别单元1323，用于比较适配头部模型对面部两侧的眉毛内角上下位置进行识别，形成眉部的角度特征；

第四眉部识别单元1324，用于比较适配头部模型对面部两侧的眉毛内角间距位置进行识别，形成眉部的间距特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中眼部形态识别模块1330包括：

第一眼部识别单元1331，用于比较适配头部模型对面部两侧的眼部左右位置进行识别，形成眼部的偏移位置特征；

第二眼部识别单元1332，用于比较适配头部模型对面部两侧的眼部倾斜角度进行识别，形成眼部的偏移角度特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中嘴部形态识别模块1340包括：

第一嘴部识别单元1341，用于比较适配头部模型对上下嘴唇进行识别，形成嘴部的薄厚特征；

第二嘴部识别单元1342，用于比较适配头部模型对左右嘴角的角度进行识别，形成嘴部的倾斜特征；

第三嘴部识别单元1343，用于比较适配头部模型对上下嘴唇的唇峰进行识别，形成嘴部的弯曲特征；

第四嘴部识别单元1344，用于比较适配头部模型对嘴唇的整体位置进行识别，形成嘴部的位置特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中鼻部形态识别模块1350包括：

第一鼻部识别单元1351，用于比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征；

第二鼻部识别单元1352，用于比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征；

第三鼻部识别单元1353，用于比较适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中耳部形态识别模块1360包括：

第一耳部识别单元1361，用于比较适配头部模型对面部两侧的耳廓(软骨部分)进行识别，形成耳部的上部特征；

第二耳部识别单元1362，用于比较适配头部模型对面部两侧的耳垂(组织部分)进行识别，形成耳部的下部特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中贴图量化装置1400包括：

第一对象化模块1410，用于分离电子形象中左右眉部的眉毛形成单独贴图对象和贴图特征；

第二对象化模块1420，用于分离电子形象中左右眼部的睫毛形成单独贴图对象和贴图特征；

第三对象化模块1430，用于分离电子形象中鼻部的鼻子形成单独贴图对象和贴图特征；

第四对象化模块1440，用于分离电子形象中嘴部的上下嘴唇形成单独贴图对象和贴图特征；

第五对象化模块1450，用于分离电子形象中眼部的上下眼睑形成单独贴图对象和贴图特征；

第六对象化模块1460，用于分离电子形象中左右眼部的眼球形成单独贴图对象和贴图特征；

第七对象化模块1470，用于分离电子形象中头部的头发形成单独贴图对象和贴图特征；

第八对象化模块1480，用于分离电子形象中面部的皮肤形成单独贴图对象和贴图特征。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中模型调整装置1500包括：

偏移量化模块1510，用于通过五官形态特征获得用户五官与适配头部模型对应有序顶点的差异；

模型调整模块1520，用于调整适配头部模型的有序顶点位置，消除适配头部模型与用户五官的差异；

模型贴图模块1530，用于将贴图素材根据表皮贴图特征在适配头部模型对应有序顶点固定。

如图7所示，本发明一实施例虚拟形象生成系统中模型贴图模块1530包括：

第一素材形成单元1531，用于获取类型化的贴图素材；

第二素材形成单元1532，用于将电子形象中的图像形成贴图素材；

第三素材形成单元1533，用于将电子形象中的图像优化形成贴图素材。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种虚拟形象生成方法，包括：

从电子影像中获取头部的电子形象；

形成与所述电子形象匹配的适配头部模型；

利用所述适配头部模型量化所述电子形象中的五官形态；

利用所述电子形象量化表皮组织纹理；

通过量化的所述五官形态和所述表皮组织纹理调整所述适配头部模型，形成所述头部的虚拟形象。

2.如权利要求1所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述从电子影像中获取头部的电子形象包括：

获取所述头部的电子图像；

根据头部生理特征识别所述电子图像中的头部轮廓；或/和

根据面部生理特征识别所述电子图像中的面部轮廓；

通过所述面部轮廓或/和所述头部轮廓确定所述电子形象。

3.如权利要求1所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述形成与所述电子形象匹配的适配头部模型包括：

获取所述电子形象的轮廓；

将所述电子形象的轮廓与预设头部模型的轮廓逐一拟合，获得所述适配头部模型。

4.如权利要求3所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述预设头部模型的形成包括：

获取基本头部模型；

获取基本面部模型；

根据所述基本面部模型调整所述基本头部模型的面部轮廓，形成系列的所述预设头部模型。

5.如权利要求1所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述适配头部模型量化所述电子形象中的五官形态至少包括以下识别过程的一种：

利用所述电子形象对面部骨骼进行识别，通过所述适配头部模型形成骨骼形态特征；

利用所述电子形象对眉部进行识别，通过所述适配头部模型形成眉部形态特征；

利用所述电子形象对眼部进行识别，通过所述适配头部模型形成嘴部形态特征；

利用所述电子形象对嘴部进行识别，通过所述适配头部模型形成嘴部形态特征；

利用所述电子形象对鼻部进行识别，通过所述适配头部模型形成鼻部形态特征；

利用所述电子形象对耳部进行识别，通过所述适配头部模型形成耳部形态特征。

6.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对面部骨骼进行识别，通过所述适配头部模型形成骨骼形态特征至少包括以下一种量化过程：

对面部宽度和长度的识别，比较所述适配头部模型形成面部长宽比特征；

比较所述适配头部模型对两侧颞骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颞骨特征；

比较所述适配头部模型对两侧眉骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成眉骨特征；

比较所述适配头部模型对鼻骨向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成鼻骨特征；

比较所述适配头部模型对两侧颧骨分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成颧骨特征；

比较所述适配头部模型对上颌骨两侧分别向上下左右方向相对偏移方向的识别，形成上颌骨特征；

比较所述适配头部模型对下颌骨形状的识别，形成下颌骨特征。

7.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对眉部进行识别，通过所述适配头部模型形成眉部形态特征至少包括以下一种量化过程：

比较所述适配头部模型对面部两侧的眉毛的宽度进行识别，形成眉部的宽度特征；

比较所述适配头部模型对面部两侧的眉毛上下位置进行识别，形成眉部的竖直偏移特征；

比较所述适配头部模型对面部两侧的眉毛内角上下位置进行识别，形成眉部的角度特征；

比较所述适配头部模型对面部两侧的眉毛内角间距位置进行识别，形成眉部的间距特征。

8.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对眼部进行识别，通过所述适配头部模型形成眼部形态特征至少包括以下一种量化过程：

比较所述适配头部模型对面部两侧的眼部左右位置进行识别，形成眼部的偏移位置特征；

比较所述适配头部模型对面部两侧的眼部倾斜角度进行识别，形成眼部的偏移角度特征。

9.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对嘴部进行识别，通过所述适配头部模型形成嘴部形态特征至少包括以下一种量化过程：

比较所述适配头部模型对上下嘴唇进行识别，形成嘴部的薄厚特征；

比较所述适配头部模型对左右嘴角的角度进行识别，形成嘴部的倾斜特征；

比较所述适配头部模型对上下嘴唇的唇峰进行识别，形成嘴部的弯曲特征；

比较所述适配头部模型对嘴唇的整体位置进行识别，形成嘴部的位置特征。

10.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对鼻部进行识别，通过所述适配头部模型形成鼻部形态特征至少包括以下一种量化过程：

比较所述适配头部模型对鼻尖位置进行识别，形成鼻部的曲翘特征；

比较所述适配头部模型对鼻翼位置进行识别，形成鼻部的宽度特征；

比较所述适配头部模型对鼻梁位置进行识别，形成鼻部的高度特征。

11.如权利要求5所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述利用所述电子形象对耳部进行识别，通过所述适配头部模型形成耳部形态特征至少包括以下一种量化过程：

比较所述适配头部模型对面部两侧的耳廓进行识别，形成耳部的上部特征；

比较所述适配头部模型对面部两侧的耳垂进行识别，形成耳部的下部特征。

12.如权利要求1所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述量化所述电子形象中的表皮组织纹理至少包括以下分离过程的一种：

分离电子形象中左右眉部的眉毛形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中左右眼部的睫毛形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中鼻部的鼻子形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中嘴部的上下嘴唇形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中眼部的上下眼睑形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中左右眼部的眼球形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中头部的头发形成单独贴图对象和贴图特征；

分离电子形象中面部的皮肤形成单独贴图对象和贴图特征。

13.如权利要求1所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述通过所述五官形态和所述表皮组织纹理调整所述适配头部模型，形成所述头部的虚拟形象包括：

通过五官形态特征获得所述电子形象中五官与所述适配头部模型对应有序顶点的差异；

调整所述适配头部模型的有序顶点位置，消除适配头部模型与所述电子形象中五官的差异；

将所述表皮组织纹理的贴图素材根据表皮贴图特征在所述适配头部模型对应有序顶点固定。

14.如权利要求13所述的虚拟形象生成方法，其特征在于，所述表皮组织纹理的贴图素材的获取包括：

类型化的贴图素材，或所述电子形象中的图像形成的贴图素材，或将电子形象中的图像优化后形成的贴图素材。

15.一种虚拟形象生成系统，包括处理器和存储器，其特征在于，

所述存储器用于存储如权利要求1至14任一所述的虚拟形象生成方法中对应步骤的程序片段；

所述处理器用于执行所述程序片段。

16.一种虚拟形象生成系统，包括：

形象获取装置，用于从电子影像中获取头部的电子形象；

模型适配装置，用于形成与所述电子形象匹配的适配头部模型；

形态量化装置，用于利用所述适配头部模型量化所述电子形象中的五官形态；

贴图量化装置，用于利用所述电子形象量化表皮组织纹理；

模型调整装置，用于通过量化的所述五官形态和所述表皮组织纹理调整所述适配头部模型，形成所述头部的虚拟形象。