KR20150103898A - 3d 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴 데이터로부터 얼굴 영역 및 부위별 특징을 검출하고 전역/지역적 변형 최적화를 통해 3D 프린팅에 적합한 자동 3D 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 3D 개인 피규어 생성 장치는 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 획득하는 단계, 얼굴 데이터에서 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 단계, 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델, 바디/치장 모델을 기반으로 3D 피규어 모델을 생성하는 단계 및 3D 피규어 모델을 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 해당하는 3D 피규어 모델을 출력하는 단계를 수행한다.

Description

3D 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING 3D PERSONALIZED FIGURES}
본 발명은 3D 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴 데이터로부터 얼굴 영역 및 부위별 특징을 검출하고 전역/지역적 변형 최적화를 통해 3D 프린팅에 적합한 자동 3D 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 3D 얼굴 모델은 레이저나 패턴광과 같은 액티브 센서를 이용하여 개체의 정적 외형정보를 스캐닝하는 방법과 조명, 센서 기하정보, 시점 등의 조건이 미리 설정되어 있는 다시점 또는 스테레오 영상이나 깊이 센서 등을 이용하여 생성하는 방법, 그리고 숙련된 전문가의 수작업으로 생성하는 방법이 있다.
예를 들어, 미국공개특허 제2011-0148868호 "스테레오 비젼과 얼굴 검출기를 이용한 3Ｄ 아바타 얼굴 생성 장치 및 그 방법"에서는 스테레오 비전 시스템과 얼굴 검출기를 이용하여 3D 아바타의 얼굴을 생성하는 과정을 설명하고 있다.
또한, 한국공개특허 제2012-0102275호 "가상 헤어 적용 서비스 시스템과 방법 및 이를 지원하는 단말기"에서는 사용자의 두부(얼굴과 머리)에 대한 3D 렌더링을 수행하여 3D 모델을 생성하고, 해당 3D 모델에 특정 헤어 오브젝트를 적용하는 기술에 관하여 기재하고 있다.
이와 같이, 종래의 3D 얼굴 모델을 생성하는 방법들 중 스캐닝하는 방법은 전문가에 의한 후처리 방법이 필요하고, 기존의 센서 기반 방법은 미리 설정된 조건에서만 좋은 결과를 얻을 수 있는 단점이 존재한다. 또한, 다수의 카메라를 사용해야 함으로 카메라들 사이의 동기화 문제, 컬러 일치성 문제, 기하 보정 문제 등의 단점이 존재한다. 또한, 얼굴을 포함한 헤드(head) 부분의 전체를 스캔하거나 또는 얼굴 일부분만 캡처하여 생성한 외형 데이터는 홀(hole)이나 겹침현상 등 정제되지 않은 수많은 더미(dummy) 메쉬로 구성되어 있거나, 얼굴의 일부분 데이터만 존재하여 바로 3D 프린팅하기에는 적합하지 않는 문제점이 존재한다.
본 발명의 목적은 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴 데이터로부터 얼굴 영역 및 부위별 특징을 검출하고 전역/지역적 변형 최적화를 통해 3D 프린팅에 적합한 3D 개인 피규어를 생성하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 개인 피규어 생성 방법은
3D 개인 피규어 생성 장치가 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 획득하는 단계; 상기 얼굴 데이터에서 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 단계; 상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델, 바디/치장 모델을 기반으로 3D 피규어 모델을 생성하는 단계; 및 상기 3D 피규어 모델을 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 해당하는 3D 피규어 모델을 출력하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 단계는 상기 얼굴 데이터를 토대로 정면 영상을 생성하는 단계; 상기 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출하는 단계; 상기 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 검출하는 단계; 상기 부위별 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 상기 얼굴 데이터의 3차원 대응점을 검출하여, 상기 3D 표준모델의 외형 정보를 정합 및 변형하는 단계; 변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성하는 단계; 및 상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 단계는 상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 3D 피규어 모델을 생성하는 단계는 상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델을 기반으로 실제 입력된 사용자와 같은 표정을 생성하는 단계; 상기 3D 고유 모델에 이전에 저장된 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성하는 단계; 및 생성한 표정과 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 선택한 결과를 토대로 상기 3D 피규어 모델을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 얼굴 데이터는 3D 비정제 메쉬모델에 해당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 3D 개인 피규어 생성 장치는
복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 획득하는 정보 획득부; 상기 얼굴 데이터에서 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 얼굴 복원부; 상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델, 바디/치장 모델을 기반으로 3D 피규어 모델을 생성하는 모델 생성부; 및 상기 3D 피규어 모델을 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 해당하는 3D 피규어 모델을 출력하는 모델 검증부를 포함한다.
이 때, 상기 정보 획득부는 상기 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 이기종 센서들을 이용하여 획득하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 얼굴 데이터는 3D 비정제 메쉬모델에 해당하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 얼굴 복원부는 상기 얼굴 데이터를 토대로 정면 영상을 생성하는 생성부; 상기 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 영역 검출부; 상기 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 검출하는 특징점 검출부; 상기 부위별 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 상기 얼굴 데이터의 3차원 대응점을 검출하여, 상기 3D 표준모델의 외형 정보를 정합 및 변형하는 정합 및 변형부; 변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성하는 텍스처 맵 생성부; 및 상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 3D 고유모델 생성부를 포함한다.
이 때, 상기 3D 고유모델 생성부는 상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 모델 생성부는 상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델을 기반으로 실제 입력된 사용자와 같은 표정을 생성하는 표정 생성부; 상기 3D 고유 모델에 이전에 저장된 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성하는 바디/치장 모델 생성부; 및 생성한 표정과 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 선택한 결과를 토대로 상기 3D 피규어 모델을 생성하는 선택부를 포함한다.
이 때, 상기 모델 생성부는 상기 얼굴표정 모델을 포함하는 얼굴표정 모델 저장부와 상기 바디/치장 모델을 포함하는 바디/치장 모델 저장부와 연동하여 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴 데이터로부터 얼굴 영역 및 부위별 특징을 검출하고 전역/지역적 변형 최적화를 통해 3D 프린팅에 적합한 3D 개인 피규어를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 이기종 센서 입력을 수용하고, 3D 프린팅에 적합한 다양한 3D 개인 피규어를 자동으로 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 개인 피규어 생성 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 얼굴 복원부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모델 생성부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모델 검증부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 개인 피규어를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3D 고유 모델을 복원하는 과정과 3D 피규어 모델을 생성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅에 적합한 3D 피규어 모델을 출력하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예 따른 3D 개인 피규어 생성 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 개인 피규어 생성 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1을 참고하면, 3D 개인 피규어 생성 장치는 정보 획득부(100), 얼굴 복원부(200), 모델 생성부(300), 얼굴표정 모델 저장부(31), 바디/치장 모델 저장부(32) 및 모델 검증부(400)를 포함한다.
정보 획득부(100)는 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터(= 3D 비정제 메쉬모델)를 이기종 센서들을 이용하여 획득한다.
얼굴 복원부(200)는 통계적 특징정보를 기반으로 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원한다.
모델 생성부(300)는 얼굴 복원부(200)에서 복원한 3D 고유 모델과 얼굴표정 모델 저장부(31)에 저장된 얼굴표정 모델 및 바디/치장 모델 저장부(32)에 저장된 바디/치장 모델을 기반으로 확률적으로 실제 사용자와 같은 다양한 3D 피규어 모델을 생성한다.
모델 검증부(400)는 모델 생성부(300)에서 생성한 3D 피규어 모델을 실제 3D프린팅에 적합한 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 적합한 3D 피규어 모델을 출력한다.
다음, 얼굴 복원부(200)를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 얼굴 복원부를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 얼굴 복원부(200)는 생성부(210), 얼굴 영역 검출부(220), 특징점 검출부(230), 정합 및 변형부(240), 텍스처 맵 생성부(250) 및 3D 고유모델 생성부(260)를 포함한다.
생성부(210)는 얼굴 데이터(= 3D 비정제 메쉬모델)를 토대로 정면 영상을 생성한다.
얼굴 영역 검출부(220)는 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출한다.
특징점 검출부(230)는 얼굴 영역 검출부(220)에서 검출한 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 자동으로 검출한다.
정합 및 변형부(240)는 특징점 검출부(230)에서 검출한 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 3D 비정제 메쉬모델의 3차원 대응점을 검출하여, 3D 표준모델의 외형 정보를 전역 및 지역적 변형 최적화 기법을 통해 정합 및 변형을 수행한다.
텍스처 맵 생성부(250)는 변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성한다.
3D 고유모델 생성부(260)는 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 얼굴의 3D 고유 모델을 생성한다.
다음, 모델 생성부(300)를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모델 생성부를 나타내는 도면이다.
도 3을 참고하면, 모델 생성부(300)는 표정 생성부(310), 바디/치장 모델 생성부(320) 및 선택부(330)를 포함한다.
표정 생성부(310)는 얼굴 복원부(200)에서 생성한 3D 고유 모델을 얼굴표정 모델 저장부(31)에 저장된 통계적 특징 기반의 3D 얼굴 표정 모델을 기반으로 외형을 변형하여 실제 입력된 사용자와 같은 다양한 표정을 생성한다.
바디/치장 모델 생성부(320)는 얼굴 복원부(200)에서 생성한 3D 고유 모델에 바디/치장 모델 저장부(32)에 저장된 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성한다.
선택부(330)는 표정 생성부(310)에서 생성한 표정과 바디/치장 모델 생성부(320)에서 생성한 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 확률적 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 이를 토대로 최종 3D 피규어 모델을 생성한다. 일반적으로 피규어는 다양한 테마의 바디, 헤어, 수염, 안경, 모자, 액세서리 등의 추가 등으로 다양하게 만들어낼 수 있다.
다음, 모델 검증부(400)를 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모델 검증부를 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 모델 검증부(400)는 편집부(410) 및 검증부(420)를 포함한다.
편집부(410)는 모델 생성부(300)에서 생성한 3D 피규어 모델을 다양한 3D 프린터가 요구하는 프린팅 적합성(내외부 두께, 접합부 상태 등)과 거치성, 안전성을 고려하여 수정 및 편집한다.
검증부(420)는 편집부(410)에서 수정 및 편집된 3D 피규어 모델의 3D 프린팅 적합성/거치성/안전성을 검증하고, 검증 결과 중 3D 프린팅에 적합한 최종 3D 피규어 모델을 출력한다.
검증부(420)는 3D 피규어 모델에 대응하는 프린팅 수치와 이전에 저장된 기준 수치를 비교함으로써, 3D 프린팅 적합성/거치성/안전성을 검증할 수 있다. 여기서, 프린팅 수치는 3D 피규어 모델을 3D 프린터로 프린팅 할 때 필요한 일반적인 수치 개념이다. 또한, 기준 수치는 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태에 해당하는 수치 개념이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3D 개인 피규어 생성 장치는 다양한 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴의 정제되지 않은 메쉬 데이터(사용자의 얼굴 데이터)를 이용하여 통계적 3D 얼굴 특징 벡터를 반영한 3D 표준모델을 정합 및 변형하여 3D 얼굴 외형을 복원하고, 복원된 3D 얼굴 외형에 다양한 3D 바디/치장 모델을 반영 및 변형하여 다양한 3D 개인 피규어 모델을 자동으로 생성할 수 있다.
다음, 3D 개인 피규어를 생성하는 방법을 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 개인 피규어를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참고하면, 3D 개인 피규어 생성 장치는 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터(= 3D 비정제 메쉬모델)를 이기종 센서들을 이용하여 획득한다(S100).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S100 단계에서 획득한 3D 비정제 메쉬모델에서 통계적 특징정보를 기반으로 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원한다(S200).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S200 단계에서 복원한 3D 고유 모델과 얼굴표정 모델 저장부(31)에 저장된 얼굴표정 모델 및 바디/치장 모델 저장부(32)에 저장된 바디/치장 모델을 기반으로 확률적으로 실제 사용자와 같은 다양한 3D 피규어 모델을 생성한다(S300).
3D 개인 피규어 생성 장치는 생성한 3D 피규어 모델을 실제 3D프린팅에 적합한 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 적합한 3D 피규어 모델을 출력한다(S400).
구체적으로, 3D 개인 피규어 생성 장치는 3D 피규어 모델에 대응하는 프린팅 수치와 이전에 저장된 기준 수치를 비교함으로써, 3D 프린팅 적합성/거치성/안전성을 검증할 수 있다. 여기서, 프린팅 수치는 3D 피규어 모델을 3D 프린터로 프린팅 할 때 필요한 일반적인 수치 개념이고, 기준 수치는 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태에 해당하는 수치 개념이다.
다음, 3D 고유 모델을 복원하는 과정과 3D 피규어 모델을 생성하는 과정을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3D 고유 모델을 복원하는 과정과 3D 피규어 모델을 생성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 3D 개인 피규어 생성 장치는 S100 단계를 통해 획득한 얼굴 데이터(= 3D 비정제 메쉬모델)를 토대로 정면 영상을 생성한다(S210).
3D 개인 피규어 생성 장치는 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출한다(S220).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S220 단계에서 검출한 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 자동으로 검출한다(S230).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S230 단계에서 검출한 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 3D 비정제 메쉬모델의 3차원 대응점을 검출하여, 3D 표준모델의 외형 정보를 전역 및 지역적 변형 최적화 기법을 통해 정합 및 변형을 수행한다(S240).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S240 단계에서 변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성한다(S250).
3D 개인 피규어 생성 장치는 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 얼굴의 3D 고유 모델을 생성한다(S260).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S260 단계에서 생성한 3D 고유 모델의 다양한 표정을 생성하고, S260 단계에서 생성한 3D 고유 모델에 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성한다(S310).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S310 단계에서 생성한 표정과 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 확률적 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 이를 토대로 최종 3D 피규어 모델을 생성한다(S320).
다음, 3D 프린팅에 적합한 3D 피규어 모델을 출력하는 과정을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅에 적합한 3D 피규어 모델을 출력하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 3D 개인 피규어 생성 장치는 S300 단계에서 생성한 3D 피규어 모델을 다양한 3D 프린터가 요구하는 프린팅 적합성(내외부 두께, 접합부 상태 등)과 거치성, 안전성을 고려하여 수정 및 편집한다(S410).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S410 단계에서 수정 및 편집된 3D 피규어 모델의 3D 프린팅 적합성/거치성/안전성을 검증한다(S420).
3D 개인 피규어 생성 장치는 S420 단계의 검증에 불합격 하면 다시 D 피규어 모델을 수정 및 편집하고, S420 단계의 검증에 합격하면 3D 프린팅에 적합한 최종 3D 피규어 모델을 출력한다(S430).
이와 같이, 본 발명은 다양한 이기종 센서들로부터 획득한 얼굴의 정제되지 않은 메쉬 데이터를 이용하여 통계적 3D 얼굴 특성 기반 자동 특징정보 검출을 통한 3D 표준모델의 변형 및 전이로 3D 프린팅에 적합한 잘 정제된 3D 개인 얼굴외형을 복원하고, 입력 영상으로부터 얼굴영역 컬러정보를 기반으로 3D 얼굴 모델의 텍스처를 생성 및 사실적 색상을 재현한다. 또한, 본 발명은 이와 같이 복원한 3D 개인 고유얼굴 모델에 다양한 3D 표정, 바디, 헤어, 수염, 안경, 모자, 악세서리 등 표정/바디/치장 모델을 반영 및 변형하여 다양한 3D 개인 피규어 모델을 자동으로 생성할 수 있따.
또한, 본 발명은 3D 개인 피규어 모델에 대하여 3D 프린팅을 위한 적합성(외형 두께, 접합부 상태 등)과 거치성, 안정성을 시험하여 수정/편집한 결과를 프린팅함으로써 3D 개인 피규어, 개인 흉상제작 등 다양한 용도로 활용할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100; 정보 획득부 200; 얼굴 복원부
210; 생성부 220; 얼굴 영역 검출부
230; 특징점 검출부 240; 정합 및 변형부
250; 텍스처 맵 생성부 260; 3D 고유모델 생성부
300; 모델 생성부 310; 표정 생성부
320; 바디/치장 모델 생성부 330; 선택부
31; 얼굴표정 모델 저장부 32; 바디/치장 모델 저장부
400; 모델 검증부 410; 편집부
420; 검증부

Claims (12)

  1. 3D 개인 피규어 생성 장치가 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 획득하는 단계;
    상기 얼굴 데이터에서 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 단계;
    상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델, 바디/치장 모델을 기반으로 3D 피규어 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 3D 피규어 모델을 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 해당하는 3D 피규어 모델을 출력하는 단계
    를 포함하는 3D 개인 피규어 생성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 단계는
    상기 얼굴 데이터를 토대로 정면 영상을 생성하는 단계;
    상기 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출하는 단계;
    상기 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 검출하는 단계;
    상기 부위별 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 상기 얼굴 데이터의 3차원 대응점을 검출하여, 상기 3D 표준모델의 외형 정보를 정합 및 변형하는 단계;
    변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 단계
    를 포함하는 3D 개인 피규어 생성 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 단계는
    상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 3D 피규어 모델을 생성하는 단계는
    상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델을 기반으로 실제 입력된 사용자와 같은 표정을 생성하는 단계;
    상기 3D 고유 모델에 이전에 저장된 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성하는 단계; 및
    생성한 표정과 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 선택한 결과를 토대로 상기 3D 피규어 모델을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼굴 데이터는 3D 비정제 메쉬모델에 해당하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 방법.
  6. 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 획득하는 정보 획득부;
    상기 얼굴 데이터에서 부위별 특징점을 추출하고, 추출한 특징점을 기반으로 얼굴의 3D 고유 모델을 복원하는 얼굴 복원부;
    상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델, 바디/치장 모델을 기반으로 3D 피규어 모델을 생성하는 모델 생성부; 및
    상기 3D 피규어 모델을 실제 3D 프린팅에 해당하는 구조 및 형태인지 검증하고, 검증한 결과를 토대로 수정 및 편집하여 3D 프린팅에 해당하는 3D 피규어 모델을 출력하는 모델 검증부
    를 포함하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 정보 획득부는
    상기 복원 대상에 해당하는 사용자의 얼굴 데이터를 이기종 센서들을 이용하여 획득하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 얼굴 데이터는 3D 비정제 메쉬모델에 해당하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 얼굴 복원부는
    상기 얼굴 데이터를 토대로 정면 영상을 생성하는 생성부;
    상기 정면 영상에서 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 영역 검출부;
    상기 얼굴 영역에서 부위별 특징점을 검출하는 특징점 검출부;
    상기 부위별 특징점을 기반으로 3D 표준모델의 특징점과 대응되는 상기 얼굴 데이터의 3차원 대응점을 검출하여, 상기 3D 표준모델의 외형 정보를 정합 및 변형하는 정합 및 변형부;
    변형된 3D 표준모델의 외형 정보와 정면 영상을 이용하여 얼굴의 텍스처 맵을 생성하는 텍스처 맵 생성부; 및
    상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 3D 고유모델 생성부
    를 포함하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 3D 고유모델 생성부는
    상기 얼굴의 텍스처 맵을 이용하여 촬영된 얼굴 영역의 색상으로 촬영되지 않은 나머지 영역의 색상을 일치시키는 과정을 토대로 상기 얼굴의 3D 고유 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 모델 생성부는
    상기 3D 고유 모델과 이전에 저장된 얼굴표정 모델을 기반으로 실제 입력된 사용자와 같은 표정을 생성하는 표정 생성부;
    상기 3D 고유 모델에 이전에 저장된 바디/치장 모델을 합성하여 치장된 3D 고유 모델을 생성하는 바디/치장 모델 생성부; 및
    생성한 표정과 치장된 3D 고유 모델 중에서 확률적으로 실제 사용자와 같은 표정 및 바디/치장 모델을 선택하고, 선택한 결과를 토대로 상기 3D 피규어 모델을 생성하는 선택부
    를 포함하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 모델 생성부는
    상기 얼굴표정 모델을 포함하는 얼굴표정 모델 저장부와 상기 바디/치장 모델을 포함하는 바디/치장 모델 저장부와 연동하여 동작하는 것을 특징으로 하는 3D 개인 피규어 생성 장치.
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