CN112652043A - 一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN112652043A CN202011603484.0A CN202011603484A CN112652043A CN 112652043 A CN112652043 A CN 112652043A CN 202011603484 A CN202011603484 A CN 202011603484A CN 112652043 A CN112652043 A CN 112652043A
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Abstract

本发明实施例提供了一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质，上述方法包括：获取人体模型的多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；获取每帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；计算每个预设区域对应的半径和每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；判断每两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；若存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定人体模型发生穿模现象。上述方法提高了穿模检测的效率。

Description

一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，由于在动画制作以及电影特效中对于3D虚拟人物的应用越来越广泛，3D虚拟人物的制作也越来越重要。目前，3D虚拟人物的制作主要包括：通过动作捕捉技术捕捉目标人物的各种动作，然后将所捕捉到的动作迁移到指定的3D人体模型上，驱动3D人体模型做出各种动作。但是在将所捕捉到的动作迁移到指定的3D人体模型的过程中存在很多问题，比如由于目标人物和需要驱动的3D人体模型的身材不一样，可能导致驱动3D人体模型做出一些不符合物理原理的动作，例如，如图1所示，可能导致驱动的3D人体模型110把手101伸入肢体102内部。这种驱动3D人体模型做出一些不符合物理原理的动作的情况被称为“穿模”。
目前针对穿模问题，主要是通过工作人员人工检测人体模型是否存在穿模，当检测到存在穿模问题时，再通过人工修正的方式对人体模型的穿模进行修正。
然而，通过人工检测人体模型是否存在穿模的方式，工作人员需要对人体模型逐帧进行穿模检测，这种方式不仅人工消耗巨大而且耗时长，检测效率低下。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质，以提高人体模型穿模检测效率。
为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种人体模型穿模检测方法，包括：
针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
进一步的，在所述针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值之后，还包括：
若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
进一步的，每个预设区域为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
进一步的，所述计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离，包括：
采用如下公式计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离：
Figure BDA0002872097850000031
Figure BDA0002872097850000032
Figure BDA0002872097850000033
Figure BDA0002872097850000034
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure BDA0002872097850000035
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure BDA0002872097850000036
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure BDA0002872097850000037
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
进一步的，所述预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型；
预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和右大腿部。
为了达到上述目的，本发明实施例还提供了一种人体模型穿模检测装置，包括：
标识获取模块，用于针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
坐标数据获取模块，用于针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
半径计算模块，用于针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
最小距离计算模块，用于计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
判断模块，用于针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
穿模现象确定模块，用于若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
进一步的，所述穿模现象确定模块，还用于若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
进一步的，每个预设区域为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
进一步的，所述最小距离计算模块，具体采用如下公式计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离：
Figure BDA0002872097850000051
Figure BDA0002872097850000052
Figure BDA0002872097850000053
Figure BDA0002872097850000054
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure BDA0002872097850000061
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure BDA0002872097850000062
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure BDA0002872097850000063
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
进一步的，所述预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型；
预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和右大腿部。
为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述人体模型穿模检测方法步骤。
为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述人体模型穿模检测方法步骤。
为了达到上述目的，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述人体模型穿模检测方法步骤。
采用本发明实施例提供的方法，针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。即通过判断每两个预设区域之间的最小距离与这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值之间的大小关系；若存在两个预设区域之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值，则可以直接确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生了穿模现象，无需再进行人工穿模检测，节省了对人体模型进行穿模检测时的人工消耗，同时也提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为发生穿模现象的人体模型示意图；
图2为本发明实施例提供的人体模型穿模检测方法的一种流程图；
图3为以三维网格形式表示的人体模型的一种示意图；
图4为人体模型的骨架示意图；
图5为本发明实施例提供的人体模型中一个预设区域的示意图；
图6为展示两个预设区域之间最小距离的示意图；
图7为本发明实施例提供的人体模型穿模检测装置的一种结构图；
图8为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
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描述。
由于现有的通过人工检测人体模型是否存在穿模的方式不仅人工消耗巨大而且耗时长，检测效率低下，为了提高对人体模型进行穿模检测的检测效率，本发明实施例提供了一种人体模型穿模检测方法、装置、电子设备及存储介质。
参见图2，图2为人体模型穿模检测方法的一种流程，包括：
步骤201，针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识。
本发明实施例中，预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成。人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；人体模型包括多个关节点。其中，预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和右大腿部。
具体的，参见图3，人体模型300处于T-Pose状态，且人体模型300的蒙皮由多个三角形拼接形成。本发明实施例中所获取的每个三角形的标识可以用符号或者数字标识，例如三角形ABC的标识可以为“SABC”。人体模型300可以包括8个预设部位：人体模型300的左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和左大腿部。人体模型300的每个预设部位对应一个预设区域：左小手臂对应预设区域310、左大手臂对应预设区域320、右小手臂对应预设区域330、右大手臂对应预设区域340、左小腿部对应预设区域350、左大腿部对应预设区域360、右小腿部对应预设区域370、右大腿部对应预设区域380。且人体模型300的每个预设部位包括两个指定人体关节点，参见图3，人体模型300的左小手臂包括左手关节点3001和左前臂关节点3002、人体模型300的左大手臂包括左前臂关节点3002和左肩虚拟关节点3003、人体模型300的右小手臂包括右手关节点3004和右前臂关节点3005、人体模型300的右大手臂包括右前臂关节点3005和右肩虚拟关节点3006、人体模型300的左小腿部包括左脚关节点3007和左肢关节点3008、人体模型300的左大腿部包括左肢关节点3008和左上肢虚拟关节点3009、人体模型300的右小腿部包括右脚关节点3010和右肢关节点3011、人体模型300的右大腿部包括右肢关节点3011和右上肢虚拟关节点3012。人体模型300的每个预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点。
本发明实施例中，人体模型可以包括多个人体关节点。图4为人体模型的骨架示意图，参见图4，人体模型的骨架示意图展示了多个人体关节点：0-hips(臀部关节点)、1-spine_virtual(脊柱虚拟关节点)、1-leftupleg_virtual(左上肢虚拟关节点)、1-rightupleg_virtual(右上肢虚拟关节点)、2-spine(脊柱关节点)、2-leftupleg(左上肢关节点)、2-rightupleg(右上肢关节点)、3-spine1(脊柱关节点1)、3-leftleg(左肢关节点)、3-rightleg(右肢关节点)、4-spine_split(脊柱裂关节点)、4-leftfoot(左脚关节点)、4-rightfoot(右脚关节点)、5-spine2(脊柱关节点2)、5-lefttoebase(左脚底关节点)、5-righttoebase(右脚底关节点)、6-neck_virtual(颈部虚拟关节点)、6-lefttoe_end(左脚尖关节点)、6-righttoe_end(右脚尖关节点)、6-leftshoulder_virtual(左肩虚拟关节点)、6-rightshoulder_virtual(右肩虚拟关节点)、7-neck(颈部关节点)、7-leftshoulder(左肩关节点)、7-rightshoulder(右肩关节点)、8-head(头部关节点)、8-leftshoulder_split(左肩分裂关节点)、8-rightshoulder_split(右肩分裂关节点)、9-headtop_end(头端关节点)、9-leftarm(左臂关节点)、9-rightarm(右臂关节点)、10-leftforearm(左前臂关节点)、10-rightforearm(右前臂关节点)、11-lefthand(左手关节点)、11-righthand(右手关节点)。其中，指定关节点可以包括：左手关节点、左前臂关节点、左肩虚拟关节点、右手关节点、右前臂关节点、右肩虚拟关节点、左脚关节点、左肢关节点、左上肢虚拟关节点、右脚关节点、右肢关节点和右上肢虚拟关节点。
步骤202，针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据。
本发明实施例中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息。其中，每帧三维网格包括多个三角形。
参见图3，图3中人体模型300处于T-Pose(T字母姿态)动作姿态下。且图3中人体模型300的蒙皮由多个三角形拼接形成。
举例说明，若图3中人体模型300左小手臂对应预设区域310包括三角形ABC和三角形DEF，且若三角形ABC和三角形DEF的标识分别为“SABC”和“SDEF”。则本步骤中可以根据标识“SABC”和“SDEF”，分别获取三角形ABC三个顶点的坐标和三角形DEF三个顶点的坐标；以及，可以获取对应预设区域310中包括的左手关节点3001的坐标和左前臂关节点3002的坐标。
步骤203，针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径。
其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段。
本发明实施例中，每个预设区域可以为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
具体的，参见图5，图5为一个预设区域的侧切面截图。图5中展示了图3中左小手臂对应的预设区域310的侧切面截图，其中，P1和P2分别为左手关节点和左前臂关节点，线段P1P2为该预设区域的中心线段，LP1P2为线段P1P2之间的距离，r为该预设区域的半径。具体的，可以根据该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间P1P2的距离的均值，作为该预设区域的半径r。
步骤204，计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离。
举例说明，参见图6，图6中预设区域601的中心线段为线段AB，预设区域601的半径为R1，预设区域602的中心线段为线段CD，预设区域602的半径为R2，E为线段AB上一点，F为线段CD上一点。具体的，可以采用如下公式计算预设区域601和预设区域602的中心线段之间的最小距离：
Figure BDA0002872097850000111
Figure BDA0002872097850000112
其中，0＜λ1,λ2＜1，令线段EF的距离最小：
Figure BDA0002872097850000113
根据极值条件：
Figure BDA0002872097850000114
可以得到：
Figure BDA0002872097850000115
Figure BDA0002872097850000116
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure BDA0002872097850000117
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure BDA0002872097850000118
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure BDA0002872097850000119
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
步骤205，针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值。
步骤206，若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
其中，预设距离可以根据实际应用情况进行设定，不做具体限定。
举例说明，若存在两个预设区域满足：dmin＜(ra+rb+ε)，其中，dmin为这两个预设区域的中心线段之间的最小距离，ra和rb分别为这两个预设区域的半径，ε为预设距离。
若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
采用本发明实施例提供的方法，针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。即通过判断每两个预设区域之间的最小距离与这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值之间的大小关系；若存在两个预设区域之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值，则可以直接确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生了穿模现象，无需再进行人工穿模检测，节省了对人体模型进行穿模检测时的人工消耗，同时也提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。
并且，通过对人体模型的四肢计算预设区域，将复杂的穿模问题转换为预设区域之间的碰撞问题，最后通过计算每两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，判定是否穿模，进一步提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的人体模型穿模检测方法，相应地，本发明另一实施例还提供了一种人体模型穿模检测装置，其结构示意图如图7所示，具体包括：
标识获取模块701，用于针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
坐标数据获取模块702，用于针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
半径计算模块703，用于针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
最小距离计算模块704，用于计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
判断模块705，用于针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
穿模现象确定模块706，用于若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
可见，采用本发明实施例提供的装置，针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。即通过判断每两个预设区域之间的最小距离与这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值之间的大小关系；若存在两个预设区域之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值，则可以直接确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生了穿模现象，无需再进行人工穿模检测，节省了对人体模型进行穿模检测时的人工消耗，同时也提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。
进一步的，所述穿模现象确定模块706，还用于若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
进一步的，每个预设区域为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
进一步的，所述最小距离计算模块704，具体采用如下公式计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离：
Figure BDA0002872097850000151
Figure BDA0002872097850000152
Figure BDA0002872097850000153
Figure BDA0002872097850000154
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure BDA0002872097850000155
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure BDA0002872097850000156
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure BDA0002872097850000157
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
进一步的，所述预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型；
预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和左大腿部。
可见，采用本发明实施例提供的装置，通过判断每两个预设区域之间的最小距离与这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值之间的大小关系；若存在两个预设区域之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径与预设距离的和值，则可以直接确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生了穿模现象，无需再进行人工穿模检测，节省了对人体模型进行穿模检测时的人工消耗，同时也提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。并且，通过对人体模型的四肢计算预设区域，将复杂的穿模问题转换为预设区域之间的碰撞问题，最后通过计算每两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，判定是否穿模，进一步提高了对人体模型进行穿模检测的检测效率。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，
存储器803，用于存放计算机程序；
处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现如下步骤：
针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称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。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的人体模型穿模检测方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的人体模型穿模检测方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及存储介质而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.人体模型穿模检测方法，其特征在于，包括：
针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值之后，还包括：
若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个预设区域为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离，包括：
采用如下公式计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离：
Figure FDA0002872097840000021
Figure FDA0002872097840000022
Figure FDA0002872097840000023
Figure FDA0002872097840000024
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure FDA0002872097840000025
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure FDA0002872097840000026
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure FDA0002872097840000027
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型；
预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和右大腿部。
6.人体模型穿模检测装置，其特征在于，包括：
标识获取模块，用于针对预设状态下的人体模型的多个预设部位对应的多个预设区域，获取多个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识；其中，人体模型的蒙皮由多个三角形拼接形成；人体模型的每个预设部位对应一个预设区域，人体模型的每个预设部位对应的预设区域为基于该预设部位的两个指定人体关节点所确定的区域，且预设区域包括该预设部位的两个指定人体关节点；所述人体模型包括多个关节点；
坐标数据获取模块，用于针对每一帧三维网格，根据每个预设区域所包括的人体模型中多个三角形的标识，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据；以及，获取该帧三维网格对应的人体模型中每个预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据；其中，每帧三维网格对应该帧动作姿态下的人体模型，每帧三维网格包括：该帧动作姿态下的人体模型的蒙皮信息；
半径计算模块，用于针对每个预设区域，基于该预设区域所包括的多个三角形的顶点的坐标数据以及该预设区域所包括的两个指定人体关节点的坐标数据，计算该预设区域所包括的所有三角形的顶点到该预设区域的中心线段之间的距离的均值，作为该预设区域对应的半径；其中，每个预设区域的中心线段为：每个预设区域所包括的两个指定人体关节点所确定的线段；
最小距离计算模块，用于计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；
判断模块，用于针对每两个不同的预设区域，判断这两个预设区域的中心线段之间的最小距离是否小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值；
穿模现象确定模块，用于若该帧三维网格对应的人体模型中存在两个预设区域的中心线段之间的最小距离小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型发生穿模现象。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述穿模现象确定模块，还用于若该帧三维网格对应的人体模型中每两个预设区域的中心线段之间的最小距离均不小于这两个预设区域分别对应的半径和预设距离的和值，则确定该帧三维网格对应的该帧动作姿态下的人体模型未发生穿模现象。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个预设区域为：基于该预设区域对应的预设部位的两个指定人体关节点的坐标数据、该预设区域对应的预设部位的各个三角形的各个顶点的坐标数据，计算获得的由一个圆柱体、半径与圆柱底面半径相同的两个半球体所组成的几何体所包括的区域；其中，每个几何体中两个半球体分别与该几何体中圆柱体的两个底面对接，且圆柱体的两个底面的圆心分别与该几何体中两个半球体的球心相同；每个几何体中圆柱体的高与该预设区域的中心线段相同；每个几何体中两个半球体的半径为该预设区域对应的半径。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最小距离计算模块，具体采用如下公式计算每两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离：
Figure FDA0002872097840000041
Figure FDA0002872097840000042
Figure FDA0002872097840000043
Figure FDA0002872097840000044
f(λ1,λ2)＝|E(λ1)-F(λ2)|；
若0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝f(λ1,λ2)；
若不满足0＜λ1,λ2＜1，则dmin＝min(dA-CD,dB-CD,dC-AB,dD-AB)；
其中，E(λ1)为E点坐标的函数，F(λ2)为F点坐标的函数，A与B为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，E为线段AB上的一点，
Figure FDA0002872097840000051
为A与B所确定的指向为从A到B的向量；C与D为同一预设区域所包括的两个指定人体关节点，F为线段CD上一点，
Figure FDA0002872097840000052
为C与D所确定的指向为从C到D的向量；
Figure FDA0002872097840000053
为C与A所确定的指向为从C到A的向量；λ1,λ2均为常数参数；f(λ1,λ2)为E(λ1)与F(λ2)之间的距离；dmin为两个不同的预设区域的中心线段之间的最小距离；dA-CD表示A到线段CD的距离，dB-CD表示B到线段CD的距离，dC-AB表示C到线段AB的距离，dD-AB表示D到线段AB的距离。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设状态下的人体模型为：处于T-Pose(T字母姿势)状态下人体模型；
预设状态下的人体模型的多个预设部位包括：左小手臂、右小手臂、左大手臂、右大手臂、左小腿部、右小腿部、左大腿部和右大腿部。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。
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