一种三维人脸模型的生成方法和设备
阅读：204发布：2020-05-14
专利汇可以提供一种三维人脸模型的生成方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种三维人脸模型的生成方法和设备，该方法包括：对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸 正面 照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；基于对所述拼接模型的 皮肤 融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节，从而使得拍摄用户的真实人脸可以完美贴切地融合到任何肤色及材质的模型上。，下面是一种三维人脸模型的生成方法和设备专利的具体信息内容。
1.一种三维人脸模型的生成方法，其特征在于，所述方法包括：
对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；
基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；
根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；
根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；
基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型，具体为：
对所述面具模型进行等比例缩放，以使所述面具模型与预置虚拟头部三维模型匹配；
将所述面具模型与所述预置虚拟头部三维模型贴合；
根据所述面具模型的边缘对所述预置虚拟头部三维模型进行切割；
基于所述切割的结果获取所述待拼接虚拟头部三维模型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型，具体为：
根据所述目标人脸的UV坐标对所述人脸照片进行展开，获取正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图；
将所述正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图进行合成获取所述目标人脸的原始UV贴图；
将所述原始UV贴图与所述面具模型结合生成所述前脸模型。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型，具体为：
确定所述前脸模型边缘对应的第一顶点信息；
确定所述待拼接虚拟头部三维模型上与所述边缘对应的第二顶点信息；
基于所述第一顶点信息和所述第二顶点信息将所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型进行拼接；
基于所述拼接的结果生成所述拼接模型。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Mask遮罩混合，具体为：
获取所述拼接模型上的待处理UV贴图
基于Mask遮罩的Alpha通道的值对所述待处理UV贴图的肤色和所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色进行颜色混合。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述色阶调整，具体为：
根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色在色阶调整软件中获取所述待处理UV贴图的色阶调整参数；
根据所述色阶调整参数调整所述待处理UV贴图的色阶。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述HSL调节，具体为：
获取所述待处理UV贴图；
将所述待处理UV贴图的RGB颜色空间转换成HSL颜色空间；
根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色在所述HSL颜色空间确定新的hsl值；
基于所述新的hsl值将所述HSL颜色空间转换为所述RGB颜色空间。
8.一种三维人脸模型的生成设备，其特征在于，所述设备包括：
第一生成模块，用于对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；
获取模块，用于基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；
第二生成模块，用于根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；
第三生成模块，用于根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；
融合模块，用于基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
9.一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中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-7任一项所述的三维人脸模型的生成方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-7任一项所述的三维人脸模型的生成方法。
一种三维人脸模型的生成方法和设备
技术领域
[0001] 本申请涉及人像处理技术领域，更具体地，涉及一种三维人脸模型的生成方法和设备。
背景技术
[0002] 随着人工智能迅速地发展，市场上也出现了越来越多的与AI换脸、人脸识别相关的技术和产品，如AI换脸生成三维人脸的过程是，通过用户提供的照片，以及人脸关键点判断五官，再将用户脸部五官特征替换到原有的人脸上，然而，由于现有技术只是通过替换照片的形式，并不能获得用户真实五官轮廓的深度数据，导致效果不够真实，且由于不同用户的脸部肤色不一致也会导致照片合成到原有的人脸上后颜色有反差，因此，如何使生成的三维人脸模型符合真实的五官轮廓的深度数据以及避免生成后的肤色反差，是本领域亟待解决的技术问题。发明内容
[0003] 本发明提供一种三维人脸模型的生成方法，用以解决现有技术中生成的三维人脸模型的五官轮廓不真实，以及生成的三维人脸模型肤色有反差的技术问题，该方法包括：
[0004] 对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；
[0005] 基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；
[0006] 根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；
[0007] 根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；
[0008] 基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
[0009] 优选的，基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型，具体为：
[0010] 对所述面具模型进行等比例缩放，以使所述面具模型与预置虚拟头部三维模型匹配；
[0011] 将所述面具模型与所述预置虚拟头部三维模型贴合；
[0012] 根据所述面具模型的边缘对所述预置虚拟头部三维模型进行切割；
[0013] 基于所述切割的结果获取所述待拼接虚拟头部三维模型。
[0014] 优选的，根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型，具体为：
[0015] 根据所述目标人脸的UV坐标对所述人脸照片进行展开，获取正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图；
[0016] 将所述正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图进行合成获取所述目标人脸的原始UV贴图；
[0017] 将所述原始UV贴图与所述面具模型结合生成所述前脸模型。
[0018] 优选的，根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型，具体为：
[0019] 确定所述前脸模型边缘对应的第一顶点信息；
[0020] 确定所述待拼接虚拟头部三维模型上与所述边缘对应的第二顶点信息；
[0021] 基于所述第一顶点信息和所述第二顶点信息将所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型进行拼接；
[0022] 基于所述拼接的结果生成所述拼接模型。
[0023] 优选的，所述Mask遮罩混合，具体为：
[0024] 获取所述拼接模型上的待处理UV贴图
[0025] 基于Mask遮罩的Alpha通道的值对所述待处理UV贴图的肤色和所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色进行颜色混合。
[0026] 优选的，所述色阶调整，具体为：
[0028] 根据所述色阶调整参数调整所述待处理UV贴图的色阶。
[0029] 优选的，所述HSL调节，具体为：
[0030] 获取所述待处理UV贴图；
[0031] 将所述待处理UV贴图的RGB颜色空间转换成HSL颜色空间；
[0032] 根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色在所述HSL颜色空间确定新的hsl值；
[0033] 基于所述新的hsl值将所述HSL颜色空间转换为所述RGB颜色空间。
[0034] 相应地，本发明还提出了一种三维人脸模型的生成设备，所述设备包括：
[0035] 第一生成模块，用于对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；
[0036] 获取模块，用于基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；
[0037] 第二生成模块，用于根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；
[0038] 第三生成模块，用于根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；
[0039] 融合模块，用于基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
[0040] 相应地，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述任一项所述的三维人脸模型的生成方法。
[0041] 相应地，本发明还提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上所述任一项所述的三维人脸模型的生成方法。
[0042] 与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
[0043] 本发明公开了一种三维人脸模型的生成方法和设备，该方法包括：对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节，从而使生成的三维人脸模型符合真实的五官轮廓的深度数据，并通过皮肤融合处理，使得拍摄用户的真实人脸可以完美贴切地融合到任何肤色及材质的模型上。附图说明
[0044] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045] 图1示出了本发明实施例提出的一种三维人脸模型的生成方法的流程示意图；
[0046] 图2示出了本发明实施例中人脸正面照片的效果示意图；
[0047] 图3示出了本发明实施例中面具模型的效果示意图；
[0048] 图4示出了本发明实施例中和面具模型匹配的虚拟头部三维模型效果示意图；
[0049] 图5示出了本发明实施例中正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图效果示意图；
[0050] 图6示出了本发明实施例中目标人脸的原始UV贴图效果示意图；
[0051] 图7示出了本发明实施例中拼接模型侧面效果示意图；
[0052] 图8示出了本发明实施例中拼接模型正面效果示意图；
[0053] 图9示出了本发明实施例中Mask遮罩效果示意图；
[0054] 图10示出了本发明实施例中经Mask遮罩混合后的效果对比示意图；
[0055] 图11示出了本发明实施例中经Mask遮罩混合后的三维人脸模型的效果示意图；
[0056] 图12示出了本发明实施例中色阶调整示意图；
[0057] 图13示出了本发明实施例中经色阶调整后的三维人脸模型的效果示意图；
[0058] 图14示出了本发明实施例中RGB颜色空间示意图；
[0059] 图15示出了本发明实施例中HSL颜色空间示意图；
[0060] 图16示出了本发明实施例中HSL调节前的效果示意；
[0061] 图17示出了本发明实施例中HSL调节后的效果示意；
[0062] 图18示出了本发明实施例中经皮肤融合处理后三维人脸的效果示意图；
[0063] 图19示出了本发明实施例中未经皮肤融合处理的三维人脸的效果示意图；
[0064] 图20示出了本发明实施例提出的一种三维人脸模型的生成设备的结构示意图。
具体实施方式
[0065] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0066] 如背景技术所述，现有技术中生成的三维人脸模型的五官轮廓不真实，以及生成的三维人脸模型肤色有反差。
[0067] 为解决上述问题，本申请实施例提出了一种三维人脸模型的生成方法，通过深度相机实时扫描目标人脸，获取用户脸部图形以及五官轮廓的深度信息，并进行三维人脸建模，生成与目标用户高度还原的三维人脸模型，并通过进一步处理，可将该脸部模型拼接至任意的虚拟角色模型身体上，然后对脸部模型进行皮肤融合的操作，从而使生成的三维人脸模型符合真实的五官轮廓的深度数据，并通过皮肤融合处理，使得拍摄用户的真实人脸可以完美贴切地融合到任何肤色及材质的模型上。
[0068] 如图1所示本发明实施例提出的一种三维人脸模型的生成方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
[0069] S101，对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片。
[0070] 具体的，对目标人脸进行实时扫描生成对应的人脸照片和面具模型，如图2和图3所示分别为本发明实施例中人脸人脸正面照片和面具模型的效果示意图，其中，可通过扫描设备进行实时扫描，扫描设备可以为相机、扫描仪等，不同的扫描设备并不影响本申请的保护范围。
[0071] S102，基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型。
[0072] 具体的，预先设置有一个虚拟头部三维模型，该虚拟头部三维模型可以根据人种来建立，例如采集黄种人的五官、脸型的信息，根据采集综合后的信息，建立黄种人的虚拟头部三维模型，并根据上述的面具模型和虚拟头部三维模型获取带拼接虚拟头部三维模型。
[0073] 为了准确获得待拼接虚拟头像三维模型，在本申请的优选实施例中，基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型，具体为：
[0074] 对所述面具模型进行等比例缩放，以使所述面具模型与预置虚拟头部三维模型匹配；
[0075] 将所述面具模型与所述预置虚拟头部三维模型贴合；
[0076] 根据所述面具模型的边缘对所述预置虚拟头部三维模型进行切割；
[0077] 基于所述切割的结果获取所述待拼接虚拟头部三维模型。
[0078] 具体的，首先将所述面具模型进行等比例缩放，以保证所述面具模型与预设的虚拟头部三维模型相匹配，保证后续贴合工作的顺利进行，然后将缩放后的面具模型贴合到所述预置虚拟头像三维模型上，并根据贴合的边缘对所述预置虚拟头像三维模型进行切割，切割时需要确保模型和面具的边缘的线和点尽量地匹配，切割后的虚拟头像三维模型即为所述待拼接虚拟头像三维模型。
[0080] 需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型的方式均属于本申请的保护范围。
[0081] S103，根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型。
[0082] 具体的，将上述获取的人脸照片与所述面具模型结合，生成与目标人脸对应的前脸模型，用于与所述待拼接虚拟头部三维模型的结合。
[0083] 为了获取目标人脸的前脸模型，在本申请的优选实施例中，根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型，具体为：
[0084] 根据所述目标人脸的UV坐标对所述人脸照片进行展开，获取正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图；
[0085] 将所述正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图进行合成获取所述目标人脸的原始UV贴图；
[0086] 将所述原始UV贴图与所述面具模型结合生成所述前脸模型。
[0087] 具体的，先将所述的人脸照片按照UV坐标进行展开，获取正面、左面、右面的UV贴图，如图5为正面UV贴图、左面UV贴图以及右面UV贴图效果示意图，然后将获取的所述正面UV贴图、左面UV贴图、右面UV贴图进行合成，获取目标人脸的原始UV贴图，最后将所述原始UV贴图与所述面具模型结合，生成所述前脸模型，以便与后续的所述待拼接虚拟头部三维模型进行拼接。
[0088] 需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型的方式均属于本申请的保护范围。
[0089] S104，根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型。
[0090] 具体的，将所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型进行拼接，获取拼接模型。
[0091] 为了正确获取拼接模型，在本申请优选实施例中，根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型，具体为：
[0092] 确定所述前脸模型边缘对应的第一顶点信息；
[0093] 确定所述待拼接虚拟头部三维模型上与所述边缘对应的第二顶点信息；
[0094] 基于所述第一顶点信息和所述第二顶点信息将所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型进行拼接；
[0095] 基于所述拼接的结果生成所述拼接模型。
[0096] 具体的，采集所述前脸模型边缘的第一顶点信息以及所述待拼接虚拟头部三维模型边缘的第二顶点信息，根据所述第一顶点信息和第二顶点信息，令所述前脸模型与所述待拼接虚拟头部三维模型的边缘点对点吸附拼接，获取所述拼接模型。
[0097] 需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型的方式均属于本申请的保护范围。
[0098] S105，基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
[0099] 具体的，由于所述拼接模型的拼接处有明显的色差，所以需要对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，其中所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
[0100] 为了减少所述生成的三维人脸模型的色差，在本申请的优选实施例中，所述Mask遮罩混合，具体为：
[0101] 获取所述拼接模型上的待处理UV贴图；
[0102] 基于Mask遮罩的Alpha通道的值对所述待处理UV贴图的肤色和所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色进行颜色混合。
[0103] 具体的，首先获取所述拼接模型上的待处理UV贴图，由于所述获取待处理UV贴图操作与上述所述人脸照片生成UV贴图的操作一致，故在此不再赘述，然后制作一张MASK遮罩图，所述Mask遮罩图是根据用户前脸的展开图大小制作的，由于每个人的展开图大小一致，因此可以制作一个固定的Mask遮罩图，然后根据所述MASK遮罩图的Alpha通道的值对所述待处理UV贴图的肤色和所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色进行颜色混合。通过遮罩混合，让用户的前脸边缘和所述待拼接虚拟头部三维模型的边缘可以更好地过渡衔接。
[0104] 为了减少所述生成的三维人脸模型的色差，在本申请的优选实施例中，所述色阶调整，具体为：
[0105] 根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色在色阶调整软件中获取所述待处理UV贴图的色阶调整参数；
[0106] 根据所述色阶调整参数调整所述待处理UV贴图的色阶。
[0107] 具体的，将所述待拼接虚拟头部三维模型导入到色阶调整软件中，所述软件可以是Substance Painter、Photoshop等，在所述色阶调整软件中获取所述待处理UV贴图的色阶调整参数，根据所述色阶调整参数调整所述待处理UV贴图的色阶。
[0108] 为了减少所述生成的三维人脸模型的色差，在本申请的优选实施例中，所述HSL调节，具体为：
[0109] 获取所述待处理UV贴图；
[0110] 将所述待处理UV贴图的RGB颜色空间转换成HSL颜色空间；
[0111] 根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色在所述HSL颜色空间确定新的hsl值；
[0112] 基于所述新的hsl值将所述HSL颜色空间转换为所述RGB颜色空间。
[0113] 具体的，将将所述待处理UV贴图的RGB颜色空间转换成HSL颜色空间，HSL是通过对色相(H)、饱和度(S)、亮度(L)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色，然后根据所述待拼接虚拟头部三维模型的肤色对所述HSL颜色空间的hsl值进行调整，最后根据新的hsl值将所述HSL颜色空间转换为所述RGB颜色空间。
[0114] 需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型的方式均属于本申请的保护范围。
[0115] 通过应用以上技术方案，用户通过对目标人脸实时扫描，获取人脸照片以及面具模型，根据面具模型获取头部三维模型，根据人脸照片以及面具模型获取目标前脸模型，并将前脸模型与头部三维模型进行拼接，将拼接得到的拼接模型做皮肤融合处理，得到最终的三维人脸模型，通过以上步骤，使的生成的三维人脸模型更符合真实的五官轮廓，并且生成的三维人脸模型的肤色更自然。
[0116] 为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
[0117] 本发明实施例提出了一种三维人脸模型的生成方法，通过深度相机实时扫描目标人脸，获取用户脸部图形以及五官轮廓的深度信息，并进行三维人脸建模，生成与目标用户高度还原的三维人脸模型，并通过进一步处理，可将该脸部模型拼接至任意的虚拟角色模型身体上，从而使生成的三维人脸模型符合真实的五官轮廓的深度数据，并通过皮肤融合处理，使得拍摄用户的真实人脸可以完美贴切地融合到任何肤色及材质的模型上。
[0118] 上述方法具体步骤如下：
[0119] 1)生成三维人脸模型
[0120] 第一步，使用手机或个人电脑等智能设备的相机对目标人脸进行实时扫描，通过扫描获取目标的正脸图、左侧以及右侧的人脸初始照片，并根据获取到的目标的初始照片建立目标人脸的面具模型，获取目标人脸的面具模型，所述面具模型可通过ARKit技术获取，其他可根据目标人脸的初始照片获取面具模型的方式均属于本申请方案的保护范围，如图2为获取的目标人脸的正面初始照片，图3为根据初始照片得到的目标人脸的面具模型。
[0121] 第二步，预先设置好一个虚拟头部三维模型，该模型可由任一三维模型设计软件进行建立，该模型用于与前脸进行匹配。所述三维模型可以根据不同人种的特征信息进行分析而建立得到，例如，对于亚洲人(黄种人)而言，通过收集大量亚洲人的人脸，对其头型、轮廓形状、五官等信息进行综合分析并提取特征建立亚洲人头部三维模型。然后，根据目标的人种确定虚拟头部三维模型的种类，用于后续的匹配，所述建立的虚拟头像三维模型可以在后续中重复使用，所述虚拟头像三维模型如图4所示。
[0122] 第三步，获取目标人脸初始照片的UV贴图，根据上述步骤中的目标人脸的初始照片以及所述照片的UV进行展开，分别得到目标人脸的正面、左面以及右面的UV贴图，所述得到的UV贴图如图5所示。
[0123] "UV"这里是指u,v纹理贴图坐标的简称(它和空间模型的X,Y,Z轴是类似的)。它定义了图片上每个点的位置的信息.这些点与3D模型是相互联系的,以决定表面纹理贴图的位置。实际上UV贴图是被定义的一个二维纹理坐标系统，用于确定如何将一个纹理图像放置于三维模型的表面。
[0124] 第四步，将上述步骤中得到的三张UV贴图进行融合，获取融合后的UV贴图，所述融合后的UV贴图如图6所示。
[0125] 第五步，将融合后的UV图与上述步骤中的面具模型进行结合，获取目标前脸，并将所述头部三维模型与目标前脸进行拼接，所述拼接具体为通过3D MAX软件内导入预制的头部三维模型和面具，在保证不改变面具比例以及面具的点线面的情况下，先将面具等比缩放到和预制的头部三维模型接近，然后调整面具的位置让面具与预制的头部三维模型的位置贴合，之后再按照面具的边缘，将预制的头部三维模型的边缘进行切割，切割时需要确保模型和面具的边缘的线和点尽量地匹配，最后让预制模型边缘与面具边缘点对点吸附即可，虽然每个用户拍摄出来的面具会有差别，而预制的头部三维模型是固定的一个，但经过以上的操作后，能够很大程度达到减小不同面具与预制模型拼接后产生的偏差。所述拼接模型侧面效果图如图7所示，所述拼接模型正脸效果图如图8所示。
[0126] 2)MASK遮罩混合
[0127] 由于每个人的前脸展开图大小一致，因此可以制作一个固定的Mask遮罩图，该图的边缘是有渐变的羽化透明效果，用于让用户的前脸边缘和预制头部模型的边缘可以更好地过渡衔接，MASK遮罩效果示意图如图9所示。
[0128] 根据目标前脸的展开图大小制作Mask遮罩也是一张带Alpha通道的图，使用到的也是Alpha通道，MASK遮罩混合公式如下所示：
[0129] C_o＝alpha_a*C_a+(1-alpha_a)*C_b
[0130] 其中，alpha_a是Mask遮罩里alpha通道的值；
[0131] C_a是原目标前脸UV图；
[0132] C_b是预制头部三维模型的底图；
[0133] C_o是输出的值。
[0134] 根据获得的MASK遮罩与目标前脸UV图进行融合，经MASK遮罩混合后的效果图如图10所示，其中图10左侧为未混合前的效果图，右侧为经MASK遮罩混合后的效果图。另外，在经MASK遮罩与目标UV图融合后的效果图与三维人脸模型进行拼接，经MASK遮罩混合后的三维人脸模型的效果图如图11所示。
[0135] 3)色阶调整
[0136] 如图12所示为本发明实施例中色阶调整示意图，将上述经MASK遮罩混合后的三维人脸模型导入到SP(Substance Painter，一种3D绘图软件)软件中，通过SP软件调整所述模型的色阶，以达到最佳的显示效果，并获取处理后的色阶调整参数，由于实际应用中，需要由相应的程序来实现该效果，所以获取的色阶调整参数同样应用于相应的程序中。可利用如下公式进行色阶调整：
[0137]
[0138] 其中，γ为灰阶系数，Vout为输出色值，Vin为输入色值。
[0139] 经色阶调整后的三维人脸模型的效果图如图13所示。
[0140] 4)HSL调整
[0141] 第一步，将上述调整后的UV贴图的RGB颜色空间转换成HSL颜色空间，如图14为RGB颜色空间示意图，如图15为HSL颜色空间示意图，其中由RGB颜色空间转换成HSL的转换公式如下所示：
[0142]
[0143]
[0144]
[0145] 然后根据如下代码计算出变换后的HSL。
[0146] float h＝lerp(-1,1,_H)+hsl.r；
[0147] float s＝pow(_S,log(hsl.g)/log(0.5))；
[0148] float l＝pow(_L,log(hsl.b)/log(0.5))；
[0149] 初始的hsl值经过代码中的_H、_S、_L参数调整后，被替换为新的hsl值。
[0150] 如图16、17分别为经HSL调整前后的效果示意图以及它们所对应的HSL值。
[0151] 第二步，将所述经HSL调整后的UV贴图转换回RGB空间，并作为照片显示出来。
[0152] 经过MASK遮罩+SP+HSL处理后的前脸肤色与固定模型肤色结合后颜色达到了匹配，前脸高度地融合到模型上，经皮肤融合处理的三维人脸效果图如图18所示，而未经皮肤融合处理的三维人脸的效果图如图19所示，由所示两个效果图可以看出经过皮肤融合处理的效果更好，肤色更匹配自然。
[0153] 通过应用以上技术方案，用户通过对目标人脸实时扫描，获取人脸照片以及面具模型，根据面具模型获取头部三维模型，根据人脸照片以及面具模型获取目标前脸模型，并将前脸模型与头部三维模型进行拼接，将拼接得到的拼接模型做皮肤融合处理，得到最终的三维人脸模型，通过以上步骤，使的生成的三维人脸模型更符合真实的五官轮廓，并且生成的三维人脸模型的肤色更自然。
[0154] 为了达到以上技术目的，本申请实施例还提出了一种三维人脸模型的生成设备，如图20所示，所述设备包括：
[0155] 第一生成模块201，用于对目标人脸进行实时扫描，生成与所述目标人脸对应的人脸照片和面具模型，所述人脸照片具体为人脸正面照片、人脸左面照片以及人脸右面照片；
[0156] 获取模块202，用于基于所述面具模型获取待拼接虚拟头部三维模型；
[0157] 第二生成模块203，用于根据所述人脸照片和所述面具模型生成与所述目标人脸对应的前脸模型；
[0158] 第三生成模块204，用于根据所述前脸模型和所述待拼接虚拟头部三维模型生成拼接模型；
[0159] 融合模块205，用于基于对所述拼接模型的皮肤融合处理生成所述三维人脸模型，所述皮肤融合处理具体为Mask遮罩混合、色阶调整以及色彩模式HSL调节。
[0160] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括以若干指令的形式使一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
[0161] 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0162] 本领域技术人员可以理解装置中的模块可以按照实施场景描述分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0163] 上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
[0164] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
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