CN111161418B - 面部美容整形仿真模拟方法 - Google Patents

面部美容整形仿真模拟方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面部美容整形仿真模拟方法，包括以下步骤：(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向、角度以及大小，使其与标准模型的面部方向、角度以及面部特征点保持一致；(3)完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图；(4)结合用户意愿，利用模型处理软件对待修整模型上拟整形部位进行调整，和/或，生成修整后的仿真模型和/或仿真贴图。本发明不但能减少整形过程中人为因素，而且也具有减少医患纠纷的优点。

Description

面部美容整形仿真模拟方法
技术领域
本发明属于智能整形技术领域，特别涉及一种面部美容整形仿真模拟方法。
背景技术
美容就是修饰和改善人的外貌，使其美丽或具有人们所需求的形态。一般面部美容整形就是针对鼻部、眼部、嘴部等局部器官进行替换调整，目前，一般都是通过专业医生的肉眼对人体进行多角度的观察(例如：采集手术前的人脸图像)而进行手术，也有文献报道，医生根据用户的美容需求和三维模型，在用户的脸部的三维模型上勾勒出整形的角度和位置及注明手术方式，后台服务器获取用户的三维模型、用户脸部模型，从预设数据库中获取匹配的历史调整颧骨整形和鼻梁垫高的美容效果，后台服务器再根据所述历史美容效果，调整用户脸部的三维模型，并生成用户的预期术后效果模型，并将所述预期术后效果模型发送给用户，用户就可以在做整形手术前可以看到自己术后的模拟模型。
但是该方法存在的问题是该方法的评估有医生人为因素的介入，需要医生的专业水平足够好，才能在用户的脸部的三维模型上勾勒出较理想的整形角度和位置，否则，容易导致模拟失真。
因此，亟待开发一种能够根据用户面部特征和模型处理而减少人为因素，能够真实模拟出用户所选择整形后的仿真模型，减少医生的美容失误和用户抱怨。
发明内容
为了克服现有技术的医美整形过程中所存在的不足，本发明提供了一种面部美容整形仿真模拟方法，利用面部各个部位数据库，将大量顾客较为满意的模型作为标准方案进行替换，减少人为因素，预先将面部美容整形仿真模拟模型呈现给顾客。
本发明所采用的技术方案是：
一种面部美容整形仿真模拟方法，其包括以下步骤：
(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；
(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；在标准模型上确定显著的面部特征点位，再在三维模拟实体上对应位置上标记出面部特征点位，调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位重合；
(3)在标准模型上再次确定出新的面部特征点位，对应在三维模拟实体的对应部位上标记出面部特征点位，调整使三维模拟实体的面部特征点位与标准模型的面部特征点位完全重合，完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图；
(4)结合用户意愿，利用模型处理软件对待修整模型上拟整形部位进行调整，和/或，利用图片处理软件对待修整贴图进行微调或调整，生成修整后的仿真模型和/或仿真贴图。
进一步限定，步骤(1)具体为：
(1.1)从客户的正面、左侧、右侧、仰头、低头五个角度采集客户的面部图形；
(1.2)利用图像采集软件生成原始模型，并提取出原始面部贴图。
进一步限定，所述步骤(2)中标准模型的确定是根据《GB T2428-1998成年人头面部尺寸》标准设定。
进一步限定，所述步骤(2)中标准模型的标准拓扑线是水平方向以及纵横方向规整流畅的。
进一步限定，步骤(2)涉及的面部特征点位包括眼睛、鼻子、嘴唇和下巴上的至少6个点位。
进一步限定，所述步骤(4)具体为：
(4.1)收集大量普通人体面部模型和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部模型，按照面部各部位分组，建立各个整形部位数据库；各个整形部位数据库包括鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴、皮肤、眼睛的数据库；
(4.2)用户需求分析，确定用户的整形意向及其整形部位；
(4.3)相应整形部位数据库中提取整型部位所对应的人体面部模型，导入模型处理软件中，并导入待修整模型和/或待修整贴图，提取出人体面部模型上拟整形的部位，将其替换至待修整模型上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型。
进一步限定，所述步骤(4)具体为
(4.1)收集大量普通人体面部模型和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部模型，按照面部如鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴等各部位分组，建立各个整形部位数据库；各个整形部位数据库包括鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴的数据库；
(4.2)用户需求分析，确定用户的整形意向及其整形部位；
(4.3)若整形意向及其整形部位中只涉及眼睛和皮肤，则进行步骤(4.4)；若未涉及眼睛和皮肤，则进行步骤(4.5)；若眼睛和/或皮肤与其他部位，则进行步骤(4.4)后进行步骤(4.5)；
(4.4)利用图片处理软件导入待修整贴图，根据客户意向和美容经验，对待修整贴图进行微调，导出微调后的仿真贴图；
(4.5)相应整形部位数据库中提取整型部位所对应的人体面部模型，导入模型处理软件中，并导入待修整模型，提取出人体面部模型上拟整形的部位，将其替换至待修整模型上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型。
进一步限定，所述方法还包括步骤(5)，即将步骤(4)得到仿真模型和/或仿真贴图保存，上传至管理系统，形成链接发送给用户。
进一步限定，所述方法还包括步骤(5)，即将步骤(4)得到仿真模型和/或仿真贴图保存，上传至管理系统，形成链接发送给用户。
本发明的面部美容整形仿真模拟方法主要是建立标准模型，以标准模型为基准对采集用户的原始模型和原始面部贴图进行大小、角度调整和拓扑线标准化处理，之后按照客户意愿，利用面部各个部位数据库，将大量顾客较为满意的模型作为标准方案进行替换，不需要专业医师做主要整形修整工作，减少人为因素，而且仿真结果自然不失真，预先将面部美容整形仿真模拟模型呈现给顾客，帮助缓减顾客整容前的疑虑和心里恐惧，减少医生手术失误，也能够进一步减少医患纠纷。
附图说明
图1为原始模型。
图2为原始面部贴图。
图3为标准模型。
图4为三维模拟实体和标准模型的面部特征点位对比。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
实施例1
一种面部美容整形仿真模拟方法，其由以下步骤实现：
(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；具体为：
(1.1)从客户的正面、左侧、右侧、仰头、低头五个角度采集客户的面部图形；
(1.2)利用faceworx软件生成原始模型，并提取出原始面部贴图，参见图1和图2。
(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；在标准模型上确定显著的面部特征点位，再在三维模拟实体上对应位置上标记出面部特征点位，调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位重合；
具体为：
(2.1)创建标准模型
标准模型的确定是根据《GB T 2428-1998成年人头面部尺寸》标准设定，参见表1，标准模型的标准拓扑线是水平方向以及纵横方向规整流畅的。参见图3。
Figure BDA0002287815140000061
(2.2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；
(2.3)在标准模型的眼部内眦、眼部外眦、上眼睑、下眼睑、鼻尖、鼻翼、鼻根、上唇结节、下唇唇影、左嘴角、右嘴角以及下巴尖等显著的面部特征点位上标记处至少6个点位；
(2.4)在三维模拟实体上对应位置上标记出与步骤(2.3)相同的面部特征点位；
(2.5)调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位全部重合，参见图4。
(3)在标准模型上再次确定出至少6个新的面部特征点位，即眼部内眦、眼部外眦、上眼睑、下眼睑、鼻尖、鼻翼、鼻根、上唇结节、下唇唇影、左嘴角、右嘴角以及下巴尖等面部特征点位中至少选6个点，对应在三维模拟实体的相同部位上标记出数量相同的面部特征点位，调整使三维模拟实体的面部特征点位与标准模型的面部特征点位完全重合，完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图。
(4)结合用户意愿，利用模型处理软件对待修整模型上拟整形部位进行调整，并利用图片处理软件对待修整贴图进行调整，生成修整后的仿真模型和仿真贴图，具体为：
(4.1)收集大量普通人体面部和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部部位作为标准样品，将其对应的面部模型按照面部如眼睛、皮肤、鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴等各部位分组，建立眼睛数据库、皮肤数据库、鼻子数据库、脸部数据库、额头数据库、眉毛数据库、嘴部数据库、下巴数据库等；
(4.2)收集用户需求，并进行分析，确定用户的整形意向为双眼皮和高鼻梁、尖下巴，所涉及整形部位为眼睛、鼻子和下巴。
(4.3)在鼻子数据库和下巴数据库中分别提取出与用户意愿最接近的面部模型，导入三维拓扑模型处理软件中，再导入步骤(3)的待修整模型，将所导入的各面部模型中的鼻子、下巴提取出来并替换至待修整模型上，再在眼睛数据库中提取出与用户意愿最接近的面部模型，导入图形处理软件如Photoshop软件中，导入步骤(3)的待修整贴图，将所导入的面部模型中的眼睛提取出来并替换至待修整贴图上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型；若否，则重复替换，直至方案适合，客户满意为止。
(5)将步骤(4)得到仿真模型和仿真贴图保存，上传至管理系统，形成链接发送给用户。
实施例2
一种面部美容整形仿真模拟方法，其由以下步骤实现：
(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；具体为：
(1.1)从客户的正面、左侧、右侧、仰头、低头五个角度采集客户的面部图形；
(1.2)利用3D人脸建模软件facewor生成原始模型，并提取出原始面部贴图。
(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；在标准模型上确定显著的面部特征点位，再在三维模拟实体上对应位置上标记出面部特征点位，调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位重合；
具体为：
(2.1)创建标准模型
标准模型的确定是根据《GB T 2428-1998成年人头面部尺寸》标准设定。标准模型的标准拓扑线是水平方向以及纵横方向规整流畅的参见图3。
(2.2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；
(2.3)在标准模型的眼部内眦、眼部外眦、上眼睑、下眼睑、鼻尖、鼻翼、鼻根、上唇结节、下唇唇影、左嘴角、右嘴角以及下巴尖等显著的面部特征点位上标记处至少6个点位；
(2.4)在三维模拟实体上对应位置上标记出与步骤(2.3)相同的面部特征点位；
(2.5)调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位全部重合。
(3)在标准模型上再次确定出至少6个新的面部特征点位，即眼部内眦、眼部外眦、鼻尖、鼻翼、上唇结节以及下巴尖等6个面部特征点位，对应在三维模拟实体的相同部位上标记出数量相同的面部特征点位，调整使三维模拟实体的面部特征点位与标准模型的面部特征点位完全重合，完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图。
(4)结合用户意愿，利用图片处理软件对待修整贴图进行微调，生成修整贴图，具体为：
(4.1)收集大量普通人体面部和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部部位作为标准样品，将其对应的面部模型按照面部如眼睛、脸型、额头、嘴部、皮肤、下巴等各部位分组，建立眼睛数据库、额头数据库、脸型数据库、嘴部数据库、皮肤数据库、下巴数据库等样品数据库；
(4.2)收集用户需求，并进行分析，确定用户的整形意向为双眼皮和美白、祛痘，所涉及整形部位为眼睛和脸部。
(4.3)在眼睛数据库、皮肤数据库中提取出与客户意愿最接近的眼睛和皮肤对应的面部模型，导入图片处理软件如photoshop软件中，再导入步骤(3)的待修整贴图，参照所导入的面部模型中的眼睛和皮肤，对待修整贴图进行微调，导出微调后的仿真贴图。
(5)将步骤(4)得到仿真贴图保存，与步骤(3)的待修整模型一起上传至管理系统，形成链接发送给用户。
实施例3
一种面部美容整形仿真模拟方法，其由以下步骤实现：
(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；具体为：
(1.1)从客户的正面、左侧、右侧、仰头、低头五个角度采集客户的面部图形；
(1.2)利用人脸建模软件生成原始模型，并提取出原始面部贴图。
(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；在标准模型上确定显著的面部特征点位，再在三维模拟实体上对应位置上标记出面部特征点位，调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位重合；
具体为：
(2.1)创建标准模型
标准模型的确定是根据《GB T 2428-1998成年人头面部尺寸》标准设定。标准模型的标准拓扑线是水平方向以及纵横方向规整流畅的参见图3。
(2.2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；
(2.3)在标准模型的眼部内眦、眼部外眦、上眼睑、下眼睑、鼻尖、鼻翼、鼻根、上唇结节、下唇唇影、左嘴角、右嘴角以及下巴尖等显著的面部特征点位上标记处至少6个点位；
(2.4)在三维模拟实体上对应位置上标记出与步骤(2.3)相同的面部特征点位；
(2.5)调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位全部重合。
(3)在标准模型上再次确定出至少6个新的面部特征点位，即眼部内眦、眼部外眦、上眼睑、下眼睑、鼻尖、鼻翼、鼻根、上唇结节、下唇唇影、左嘴角、右嘴角以及下巴尖等面部特征点位中至少选6个点，对应在三维模拟实体的相同部位上标记出数量相同的面部特征点位，调整使三维模拟实体的面部特征点位与标准模型的面部特征点位完全重合，完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图。
(4)结合用户意愿，利用模型处理软件对待修整模型上拟整形部位进行调整，生成修整后的仿真模型，具体为：
(4.1)收集大量普通人体面部模型和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部模型，按照面部如鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴等各部位分组，建立各个整形部位数据库；各个整形部位数据库包括鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴的数据库；
(4.2)用户需求分析，确定用户的整形意向为高鼻梁尖和下巴，所涉及整形部位为鼻子和下巴部位。
(4.3)在鼻子数据库和下巴数据库中分别提取出与用户意愿最接近的面部模型，导入三维拓扑模型处理软件中，再导入步骤(3)的待修整模型，将所导入的各面部模型中的鼻子、下巴提取出来并替换至待修整模型上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型；若否，则重复替换，直至方案适合，客户满意为止。
(5)将步骤(4)得到仿真模型和步骤(3)的待修整贴图保存，一起上传至管理系统，形成链接发送给用户。
上述实施例1～3，在步骤(4.2)用户需求分析是判断，若整形意向及其整形部位中只涉及眼睛和皮肤，则只需要调整或微修待修整贴图；若未涉及眼睛和皮肤，则只需要调整待修整模型；若眼睛和/或皮肤与其他部位，则待修整模型和待修整贴图都需要调整，至于调整没有先后顺序要求。上述的管理系统则可以通过建立用户管理系统或管理平台即可实现。

Claims (9)

1.一种面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立用户档案，利用三维图形采集设备从多角度采集客户的面部图形，生成原始模型和原始面部贴图；
(2)将原始面部贴图与原始模型贴合，形成三维模拟实体，调整三维模拟实体的方向和角度，使其与标准模型的面部方向、角度保持一致；在标准模型上确定显著的面部特征点位，再在三维模拟实体上对应位置上标记出面部特征点位，调整三维模拟实体的大小使三维模拟实体上所标记出的面部特征点位与标准模型的面部特征点位重合；
(3)在标准模型上再次确定出新的面部特征点位，对应在三维模拟实体的对应部位上标记出面部特征点位，调整使三维模拟实体的面部特征点位与标准模型的面部特征点位完全重合，完成三维模拟实体的拓扑线标准化，生成与标准模型大小、方向、拓扑线一致的待修整模型及其对应的待修整贴图；
(4)结合用户意愿，利用模型处理软件对待修整模型上拟整形部位进行调整，和/或，利用图片处理软件对待修整贴图进行微调或调整，生成修整后的仿真模型和/或仿真贴图。
2.根据权利要求1所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：步骤(1)具体为：
(1.1)从客户的正面、左侧、右侧、仰头、低头五个角度采集客户的面部图形；
(1.2)利用图像采集软件生成原始模型，并提取出原始面部贴图。
3.根据权利要求1所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述步骤(2)中标准模型的确定是根据《GB T 2428-1998成年人头面部尺寸》标准设定。
4.根据权利要求1所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述步骤(2)中标准模型的标准拓扑线是水平方向以及纵横方向规整流畅的。
5.根据权利要求1～4任一项所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：步骤(2)涉及的面部特征点位包括眼睛、鼻子、嘴唇和下巴上的至少6个点位。
6.根据权利要求5所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述步骤(4)具体为：
(4.1)收集大量普通人体面部模型和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部模型，按照面部各部位分组，建立各个整形部位数据库；各个整形部位数据库包括鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴、皮肤、眼睛的数据库；
(4.2)用户需求分析，确定用户的整形意向及其整形部位；
(4.3)相应整形部位数据库中提取整型部位所对应的人体面部模型，导入模型处理软件中，并导入待修整模型和/或待修整贴图，提取出人体面部模型上拟整形的部位，将其替换至待修整模型上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型。
7.根据权利要求5所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述步骤(4)具体为
(4.1)收集大量普通人体面部模型和有过整容经历的人所挑选的较满意的面部模型，按照面部如鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴等各部位分组，建立各个整形部位数据库；各个整形部位数据库包括鼻子、脸部、额头、眉毛、嘴部、下巴的数据库；
(4.2)用户需求分析，确定用户的整形意向及其整形部位；
(4.3)若整形意向及其整形部位中只涉及眼睛和皮肤，则进行步骤(4.4)；若未涉及眼睛和皮肤，则进行步骤(4.5)；若眼睛和/或皮肤与其他部位，则进行步骤(4.4)后进行步骤(4.5)；
(4.4)利用图片处理软件导入待修整贴图，根据客户意向和美容经验，对待修整贴图进行微调，导出微调后的仿真贴图；
(4.5)相应整形部位数据库中提取整型部位所对应的人体面部模型，导入模型处理软件中，并导入待修整模型，提取出人体面部模型上拟整形的部位，将其替换至待修整模型上，根据客户意向和美容经验判断替换后的方案是否合适，若是，则导出替换后的仿真模型。
8.根据权利要求6所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述方法还包括步骤(5)，即将步骤(4)得到仿真模型和/或仿真贴图保存，上传至管理系统，形成链接发送给用户。
9.根据权利要求7所述的面部美容整形仿真模拟方法，其特征在于：所述方法还包括步骤(5)，即将步骤(4)得到仿真模型和/或仿真贴图保存，上传至管理系统，形成链接发送给用户。
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