CN108600729B - 动态3d模型生成装置及影像生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态3D模型生成装置及影像生成方法，所述动态3D模型生成装置包括一获取模块、一拼接模块、一生成模块及至少2个3D摄像机，所述至少2个3D摄像机包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机的拍摄方向与第二摄像机的拍摄方向所成夹角大于零，所述获取模块用于获取3D摄像机拍摄人体的录像；所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D模型；所述生成模块用于将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型。本发明的动态3D模型生成装置及影像生成方法能够快速的生成用户的动态3D模型，实现实时抓取高清3D人脸，并且能够加快生成3D模型的速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种动态3D模型生成装置及影像生成方法。
背景技术
3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3D具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境。
第一台3D摄像机迄今3D革命全部围绕好莱坞重磅大片和重大体育赛事展开。随着3D摄像机的问世，这项技术距离家庭用户又近了一步。在这款摄像机推出以后，我们今后就可以用3D镜头捕捉人生每一个难忘瞬间，比如孩子迈出的第一步，大学毕业庆典等。
3D摄像机通常有两个以上镜头。3D摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个镜头图像融合在一起，变成一个3D图像。这些图像可以在3D电视上播放，观众佩戴所谓的主动式快门眼镜即可观看，也可通过裸眼3D显示设备直接观看。3D快门式眼镜能够以每秒60次的速度令左右眼镜的镜片快速交错开关。这意味着每只眼睛看到的是同一场景的稍显不同的画面，所以大脑会由此以为其是在欣赏以3D呈现的单张照片。
现有的3D摄像机功能单一且价格昂贵，影像生成速度慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中3D影像拍摄终端功能单一且价格昂贵，影像生成速度慢的缺陷，提供一种能够快速的生成用户的动态3D模型，实现实时抓取高清3D人脸，并且能够加快生成3D模型的速度的动态3D模型生成装置及影像生成方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种动态3D模型生成装置，其特点在于，所述动态3D模型生成装置包括一获取模块、一拼接模块、一生成模块及至少2个3D摄像机，所述至少2个3D摄像机包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机的拍摄方向与第二摄像机的拍摄方向所成夹角大于零，
所述获取模块用于获取3D摄像机拍摄人体的录像；
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D模型，其中，两个目标3D影像分别为第一摄像机和第二摄像机拍摄录像中时刻相对应的一帧3D影像；
所述生成模块用于将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型。
较佳地，所述3D摄像机的数量为3个，3个3D摄像机还包括第三摄像机，所述动态3D模型生成装置还包括一门框，第一摄像机和第二摄像机分别设于所述门框的边框，所述第三摄像机设于所述门框的顶框，3个3D摄像机的拍摄方向均对准一目标区域。
较佳地，所述动态3D模型生成装置包括一处理芯片，所述拼接算法存储于所述处理芯片内，所述处理芯片在拼接算法更新后存储最新的拼接算法。
较佳地，所述拼接算法为识别两个目标3D影像中的特征点，并将两个目标3D影像通过特征点重合的方式拼接；其中，所述拼接模块通过一预设的样本3D模型的数据库训练以识别3D影像拼接时所用的特征点。
较佳地，所述动态3D模型生成装置包括一识别模块以及一训练模块，
对于一3D模型，所述识别模块用于识别3D模型及生成所述3D模型的素材3D影像中的特征点，并在素材3D影像中识别与所述3D模型中对应的特征点为训练特征点；
所述训练模块用于以3D影像中的训练特征点做训练数据获取目标特征点；
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过相同目标特征点重合拼接为3D模型。
较佳地，所述3D摄像机的数量大于2个，所述动态3D模型生成装置还包括一支撑架，所述3D摄像机均设于支撑架上，所述支撑架的底部设有移动装置，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述移动装置通过红外散斑场获取人体的移动状态并根据所述移动状态移动所述支撑架。
较佳地，所述动态3D模型生成装置预存若干3D仿真模型，
所述拼接模块用于将两个目标3D影像拼接为一个3D子模型，
所述拼接模块还用于根据所述3D子模型的尺寸选取与所述尺寸匹配的3D仿真模型，并将3D子模型与3D仿真模型结合生成3D模型，其中，所述尺寸为所述3D子模型的横截面长度，所述横截面长度为所述3D人体子模型的像素与一横截面的相交线的长度，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的尺寸匹配，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的相交线在结合处相切。
本发明还提供一种影像生成方法，其特点在于，所述影像生成方法通过如上所述的动态3D模型生成装置生成一动态3D模型。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的动态3D模型生成装置及影像生成方法能够快速的生成用户的动态3D模型，实现实时抓取高清3D人脸，并且能够加快生成3D模型的速度。
附图说明
图1为本发明实施例1的动态3D模型生成装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1的影像生成方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种动态3D模型生成装置，所述动态3D模型生成装置包括一获取模块、一拼接模块、一生成模块、3个3D摄像机11、一支撑架、一识别模块以及一训练模块。
所述3个3D摄像机分别为第一摄像机、第二摄像机及第三摄像机。
所述支撑架为一门框12，第一摄像机和第二摄像机分别设于所述门框的边框，所述第三摄像机设于所述门框的顶框，3个3D摄像机的拍摄方向13均对准一目标区域。
所述第一摄像机的拍摄方向与第二摄像机的拍摄方向所成夹角为30度。
3个3D摄像机的拍摄方向均对准一目标区域，在本实施例中3个3D摄像机对准一目标点。
当人经过所述门框的前方时，人的脸部会被3个3D摄像机同时拍摄，拍摄的照片和时间关联。
所述获取模块用于获取3D摄像机拍摄人体的录像。
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D模型，其中，两个目标3D影像分别为第一摄像机和第二摄像机拍摄录像中时刻相对应的一帧3D影像。
利用同一时刻下两个3D摄像机分别拍摄的一帧3D影像，能够拼接在一起形成一个3D模型，这一3D模型与时间关联，按照时序将所有帧、或者部分帧的3D影像连续起来，就能生成一个动态的3D模型影像，所述影像就是4D影像(包括时间维)。
本实施例，两个3D摄像机均获取每秒24帧的3D影像，在同时拍摄时，每一帧都一一相对，本实施例动态的3D模型可以取24帧3D模型生成，也可以取12帧3D模型生成。
所述生成模块用于将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型。
所述拼接算法为识别两个目标3D影像中的特征点，并将两个目标3D影像通过特征点重合的方式拼接；其中，所述拼接模块通过一预设的样本3D模型的数据库训练以识别3D影像拼接时所用的特征点。
所述动态3D模型生成装置包括一处理芯片，所述拼接算法存储于所述处理芯片内，所述处理芯片在拼接算法更新后存储最新的拼接算法。
本实施例通过所述门框，能够快速获取3D模型，从而能够在用户经过门框时就获得3D模型。
另外，通过样本3D模型的数据库的训练，能够使动态3D模型生成装置获得拼接3D影像的算法，通过分析样本模型以及组成样本模型的3D影像，就能够获取组成样本模型的3D影像中的特征点哪些是有效地，利用有效特征点对3D影像进行拼接并去掉无效特征点就能够形成3D模型。
对于一3D模型，所述识别模块用于识别3D模型及生成所述3D模型的素材3D影像中的特征点，并在素材3D影像中识别与所述3D模型中对应的特征点为训练特征点。
所述训练模块用于以3D影像中的训练特征点做训练数据获取目标特征点。
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过相同目标特征点重合拼接为3D模型。
通过上述训练方式，能够精简有效特征点的数量，使人脸识别的速度越来越快。通过上述的训练方式能够优化拼接算法。从而使拼接速度越来越快。
参见图1，本实施例还提供一影像生成方法，包括：
步骤100、获取3D摄像机拍摄人体的录像。
步骤101、将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D模型，其中，两个目标3D影像分别为第一摄像机和第二摄像机拍摄录像中时刻相对应的一帧3D影像。
步骤102、将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型。
步骤103、对于一3D模型，识别3D模型及生成所述3D模型的素材3D影像中的特征点，并在素材3D影像中识别与所述3D模型中对应的特征点为训练特征点。
步骤104、以3D影像中的训练特征点做训练数据获取目标特征点。
步骤105、将两个目标3D影像通过相同目标特征点重合拼接为3D模型。
本实施例的动态3D模型生成装置及影像生成方法能够快速的生成用户的动态3D模型，实现实时抓取高清3D人脸，并且能够加快生成3D模型的速度。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：
所述3D摄像机的数量大于2个，所述动态3D模型生成装置还包括一支撑架，所述3D摄像机均设于支撑架上，所述支撑架的底部设有移动装置，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述移动装置通过红外散斑场获取人体的移动状态并根据所述移动状态移动所述支撑架。
所述动态3D模型生成装置预存若干3D仿真模型。
所述拼接模块用于将两个目标3D影像拼接为一个3D子模型。所述3D子模型为去除北京部分的身体模型。
所述拼接模块还用于根据所述3D子模型的尺寸选取与所述尺寸匹配的3D仿真模型，并将3D子模型与3D仿真模型结合生成3D模型。
其中，所述尺寸为所述3D子模型的横截面长度，所述横截面长度为所述3D人体子模型的像素与一横截面的相交线的长度，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的尺寸匹配，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的相交线在结合处相切。
相对应的，本实施例的影像生成方法包括：
获取3D摄像机拍摄人体的录像。
将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D子模型，其中，两个目标3D影像分别为第一摄像机和第二摄像机拍摄录像中时刻相对应的一帧3D影像。
根据所述3D子模型的尺寸选取与所述尺寸匹配的3D仿真模型，并将3D子模型与3D仿真模型结合生成3D模型。
将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型。
本实施例的3D模型更加完整。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种动态3D模型生成装置，其特征在于，所述动态3D模型生成装置包括一获取模块、一拼接模块、一生成模块及至少2个3D摄像机，所述至少2个3D摄像机包括第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机的拍摄方向与第二摄像机的拍摄方向所成夹角大于零，
所述获取模块用于获取3D摄像机拍摄人体的录像；
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过一拼接算法拼接为一个3D模型，其中，两个目标3D影像分别为第一摄像机和第二摄像机拍摄录像中时刻相对应的一帧3D影像；
所述生成模块用于将录像中每一帧3D影像生成的3D模型按照时序生成一动态3D模型；
所述动态3D模型生成装置预存若干3D仿真模型，
所述拼接模块用于将两个目标3D影像拼接为一个3D子模型，
所述拼接模块还用于根据所述3D子模型的尺寸选取与所述尺寸匹配的3D仿真模型，并将3D子模型与3D仿真模型结合生成3D模型，其中，所述尺寸为所述3D子模型的横截面长度，所述横截面长度为所述3D子模型的像素与一横截面的相交线的长度，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的尺寸匹配，3D子模型与3D仿真模型对于同一横截面的相交线在结合处相切。
2.如权利要求1所述的动态3D模型生成装置，其特征在于，所述3D摄像机的数量为3个，3个3D摄像机还包括第三摄像机，所述动态3D模型生成装置还包括一门框，第一摄像机和第二摄像机分别设于所述门框的边框，所述第三摄像机设于所述门框的顶框，3个3D摄像机的拍摄方向均对准一目标区域。
3.如权利要求1所述的动态3D模型生成装置，其特征在于，所述动态3D模型生成装置包括一处理芯片，所述拼接算法存储于所述处理芯片内，所述处理芯片在拼接算法更新后存储最新的拼接算法。
4.如权利要求3所述的动态3D模型生成装置，其特征在于，所述拼接算法为识别两个目标3D影像中的特征点，并将两个目标3D影像通过特征点重合的方式拼接；其中，所述拼接模块通过一预设的样本3D模型的数据库训练以识别3D影像拼接时所用的特征点。
5.如权利要求3所述的动态3D模型生成装置，其特征在于，所述动态3D模型生成装置包括一识别模块以及一训练模块，
对于一3D模型，所述识别模块用于识别3D模型及生成所述3D模型的素材3D影像中的特征点，并在素材3D影像中识别与所述3D模型中对应的特征点为训练特征点；
所述训练模块用于以3D影像中的训练特征点做训练数据获取目标特征点；
所述拼接模块用于将两个目标3D影像通过相同目标特征点重合拼接为3D模型。
6.如权利要求1所述的动态3D模型生成装置，其特征在于，所述3D摄像机的数量大于2个，所述动态3D模型生成装置还包括一支撑架，所述3D摄像机均设于支撑架上，所述支撑架的底部设有移动装置，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述移动装置通过红外散斑场获取人体的移动状态并根据所述移动状态移动所述支撑架。
7.一种影像生成方法，其特征在于，所述影像生成方法通过如权利要求1至6中任意一项所述的动态3D模型生成装置生成一动态3D模型。
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