本發(fā)明屬于圖像處理，具體涉及一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、隨著三維掃描和重建技術(shù)的迅速發(fā)展，深度相機(jī)已成為連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁，廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實、醫(yī)療健康、人像識別等多個領(lǐng)域。然而，在追求高保真度和真實感的數(shù)字化進(jìn)程中，頭發(fā)的精確重建仍然是一個技術(shù)難題。頭發(fā)，尤其是鬢角區(qū)域，因其細(xì)微、密集、復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)以及自然飄動的動態(tài)特性，給現(xiàn)有的深度相機(jī)帶來巨大挑戰(zhàn)。
2、深度相機(jī)通過發(fā)射和接收紅外光或結(jié)構(gòu)光來測量物體表面的距離，進(jìn)而生成點云數(shù)據(jù)。然而，頭發(fā)絲的直徑細(xì)小，光線容易穿透或產(chǎn)生散射，導(dǎo)致采集到的點云數(shù)據(jù)稀疏且不連續(xù)，尤其是在頭發(fā)與皮膚交界處(如鬢角區(qū)域)，點云數(shù)據(jù)的異常積累常常導(dǎo)致重建的網(wǎng)格(mesh)出現(xiàn)不自然的突出或空洞現(xiàn)象。這不僅影響了模型的建模，也限制了三維重建在發(fā)型設(shè)計、虛擬試戴、毛發(fā)移植模擬等應(yīng)用中的實用與用戶體驗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服上述一項或多項技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法和裝置，能夠有效解決深度相機(jī)在捕捉頭發(fā)紋理信息時面臨的挑戰(zhàn)，改善點云重建的質(zhì)量與真實感，提高三維重建模型的建模效果和圖像重建效果。
2、為了解決上述問題，本發(fā)明第一方面提供了一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，包括：
3、對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得頭發(fā)區(qū)域的掩膜；
4、將頭發(fā)區(qū)域的掩膜投影到原始人臉點云，提取頭發(fā)區(qū)域點云以及不包括頭發(fā)區(qū)域點云的第二人臉點云；
5、對頭發(fā)區(qū)域點云進(jìn)行平滑處理，并將經(jīng)過平滑處理的頭發(fā)區(qū)域點云添加到第二人臉點云，獲得第三人臉點云。
6、進(jìn)一步的，所述對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得頭發(fā)區(qū)域的掩膜，包括：
7、對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得五官分割結(jié)果；
8、識別并提取五官分割結(jié)果中的頭發(fā)部分，作為頭發(fā)區(qū)域的掩膜。
9、進(jìn)一步的，所述對頭發(fā)區(qū)域點云進(jìn)行平滑處理，并將經(jīng)過平滑處理的頭發(fā)區(qū)域點云添加到第二人臉點云，包括：
10、定義四個大小不同的半徑，并基于四個大小不同的半徑生成與頭發(fā)區(qū)域點云距離不同的鄰域點云，鄰域點云包括第一鄰域點云、第二鄰域點云、第三鄰域點云和第四鄰域點云；
11、合并第一鄰域點云、第二鄰域點云、第三鄰域點云和第四鄰域點云，獲得待平滑區(qū)域；
12、采用mls對待平滑區(qū)域進(jìn)行平滑處理，獲得第一子鄰域點云、第二子鄰域點云、第三子鄰域點云和第四子鄰域點云；
13、分別對第一子鄰域點云、第二子鄰域點云、第三子鄰域點云和第四子鄰域點云進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
14、將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的第三子鄰域點云和第四子鄰域點云添加到第二人臉點云。
15、進(jìn)一步的，所述分別對第一子鄰域點云、第二子鄰域點云、第三子鄰域點云和第四子鄰域點云進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括：
16、分別對第一子鄰域點云、第二子鄰域點云進(jìn)行替換處理；
17、對第三子鄰域點云進(jìn)行加權(quán)求和；
18、將第四子鄰域點云替換為第四鄰域點云。
19、本發(fā)明第二方面提供了一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理裝置，用于實現(xiàn)上述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，包括：
20、五官分割模塊，用于對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得頭發(fā)區(qū)域的掩膜；
21、投影模塊，用于將頭發(fā)區(qū)域的掩膜投影到原始人臉點云，提取頭發(fā)區(qū)域點云以及不包括頭發(fā)區(qū)域點云的第二人臉點云；
22、頭發(fā)區(qū)域平滑模塊，用于對頭發(fā)區(qū)域點云進(jìn)行平滑處理，并將經(jīng)過平滑處理的頭發(fā)區(qū)域點云添加到第二人臉點云，獲得第三人臉點云。
23、本發(fā)明第三方面提供了一種人臉三維重建方法，包括：
24、采集人臉圖像數(shù)據(jù)，人臉圖像數(shù)據(jù)包括人臉的彩色圖像和深度圖像；
25、采用上述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法對人臉的彩色圖像進(jìn)行頭發(fā)區(qū)域處理；
26、將包括經(jīng)過平滑處理后的頭發(fā)區(qū)域點云的第三人臉點云輸入三維重建模型，獲取人臉三維圖像數(shù)據(jù)。
27、本發(fā)明第四方面提供了一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)上述的方法的步驟。
28、本發(fā)明第五方面提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的方法的步驟。
29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
30、本發(fā)明公開了一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法和裝置，對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得頭發(fā)區(qū)域的掩膜；結(jié)合頭發(fā)區(qū)域的掩膜和原始人臉點云獲得頭發(fā)區(qū)域點云，對頭發(fā)區(qū)域點云進(jìn)行平滑處理，并將經(jīng)過平滑處理的頭發(fā)區(qū)域點云添加到不包括頭發(fā)區(qū)域點云的第二人臉點云中，獲得頭發(fā)平滑后的人臉點云。本發(fā)明提出的方法特別針對鬢角等復(fù)雜區(qū)域，能夠有效解決深度相機(jī)在捕捉頭發(fā)紋理信息時面臨的挑戰(zhàn)，改善點云重建的質(zhì)量與真實感，提高三維重建模型的建模效果和圖像重建效果。
1.一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，其特征在于，所述對人臉的彩色圖像進(jìn)行五官分割，獲得頭發(fā)區(qū)域的掩膜，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，其特征在于，所述對頭發(fā)區(qū)域點云進(jìn)行平滑處理，并將經(jīng)過平滑處理的頭發(fā)區(qū)域點云添加到第二人臉點云，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，其特征在于，所述分別對第一子鄰域點云、第二子鄰域點云、第三子鄰域點云和第四子鄰域點云進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括：
5.一種三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理裝置，用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-4任一項所述的三維模型的頭發(fā)區(qū)域處理方法，其特征在于，包括：
6.一種人臉三維重建方法，其特征在于，包括：
7.一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法的步驟。
8.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法的步驟。