面部骨骼绑定信息的生成方法、装置、设备、介质和产品与流程

本发明涉及人工智能，尤其涉及一种面部骨骼绑定信息的生成方法、装置、设备、介质和产品。

背景技术：

1、目前数字相关的应用日趋火热，市面上出现相当多不同风格、不同规模的数字人。为了数字人在动画场景中呈现出逼真的面部细节，通常需要进行面部骨骼与蒙皮的绑定。

2、然而，发明人发现现有技术至少存在如下问题：面部骨骼的手动绑定非常依赖于专业美术人员的专业技能和素养要求，且需要消耗较高的成本。为了减少对人工的依赖，采用面部骨骼的自动绑定方式，然而，现有技术通过对骨骼的旋转矩阵进行非线性计算，计算量大、求解耗时长，浪费计算资源等问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种面部骨骼绑定信息的生成方法、装置、设备、介质和产品，采用线性计算方法将模板模型的骨骼关节点的位置解算至角色模型的骨骼关节点，显著降低了计算的复杂度，提升角色模型的面部骨骼的绑定效率与绑定效果。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种面部骨骼绑定信息的生成方法，包括：

3、获取脸部三维模型和与所述脸部三维模型匹配的预设模板模型；

4、基于所述脸部三维模型，对所述模板模型进行拓扑重建，获取待处理的角色模型；

5、根据所述角色模型的皮肤网格和所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，对所述角色模型的骨骼关节点的位置进行线性计算，得到所述角色模型的骨骼关节点的绑定信息。

6、作为上述方案的改进，所述绑定信息包括所述骨骼关节点的局部坐标；

7、所述根据所述角色模型的皮肤网格和所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，对所述角色模型的骨骼关节点的位置进行线性计算，得到所述角色模型的骨骼关节点的绑定信息，包括：

8、将所述角色模型的骨骼关节点划分为附着在所述角色模型的皮肤网格上的第一骨骼关节点和未附着在所述角色模型的皮肤网格上的第二骨骼关节点；

9、根据所述角色模型的皮肤网格计算所述第一骨骼关节点的世界坐标；

10、确定所述角色模型中各骨骼关节点的父子关系三角形，并根据所述父子关系三角形在所述模板模型上对应的参数信息，计算所述第二骨骼关节点的世界坐标；

11、根据所述角色模型的骨骼关节点的世界坐标，计算所述角色模型的骨骼关节点的局部坐标。

12、作为上述方案的改进，所述确定所述角色模型中各骨骼关节点的父子关系三角形，并根据所述父子关系三角形在所述模板模型上对应的参数信息，计算所述第二骨骼关节点的世界坐标，包括：

13、在所述角色模型的各骨骼关节点中确定包括至少一个所述第二骨骼关节点的父子关系三角形；其中，所述父子关系三角形由所述角色模型的三个骨骼关节点形成；

14、根据所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，确定所述父子关系三角形在所述模板模型上对应的法向量和父子夹角；

15、根据所述法向量和所述父子夹角，计算罗德里格旋转公式，得到所述父子关系三角形中的骨骼关节点之间的线性关系；

16、根据所述线性关系，计算得到所述父子关系三角形中所述第二骨骼关节点的世界坐标。

17、作为上述方案的改进，所述根据所述角色模型的骨骼关节点的世界坐标，计算所述角色模型的骨骼关节点的局部坐标，包括：

18、将所述模板模型的骨骼关节点的局部旋转矩阵赋值给所述角色模型的骨骼关节点；

19、根据所述角色模型的骨骼关节点的世界坐标和所述局部旋转矩阵，采用向前运动学方程计算所述角色模型的骨骼关节点的局部坐标。

20、作为上述方案的改进，所述根据所述角色模型的皮肤网格计算所述第一骨骼关节点的世界坐标，包括：

21、将所述第一骨骼关节点与所述角色模型的皮肤网格上的点进行对应，并根据所述角色模型的皮肤网格上的点的世界坐标，得到对应的所述第一骨骼关节点的世界坐标。

22、作为上述方案的改进，所述绑定信息还包括所述骨骼关节点的局部旋转矩阵、伸缩尺度和蒙皮权重；

23、所述根据所述角色模型的皮肤网格和所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，对所述角色模型的骨骼关节点的位置进行线性计算，得到所述角色模型的骨骼关节点的绑定信息，还包括：

24、根据所述模板模型的骨骼关节点的局部旋转矩阵、伸缩尺度和蒙皮权重，对应确定所述角色模型的骨骼关节点的局部旋转矩阵、伸缩尺度和蒙皮权重。

25、本发明实施例还提供了一种面部骨骼绑定信息的生成装置，包括：

26、模板模型匹配模块，用于获取脸部三维模型和与所述脸部三维模型匹配的预设模板模型；

27、角色模型构建模块，用于基于所述脸部三维模型，对所述模板模型进行拓扑重建，获取待处理的角色模型；

28、绑定信息生成模块，用于根据所述角色模型的皮肤网格和所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，对所述角色模型的骨骼关节点的位置进行线性计算，得到所述角色模型的骨骼关节点的绑定信息。

29、本发明实施例还提供了一种面部骨骼绑定信息的生成设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

30、本发明实施例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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

31、本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序或计算机指令，所述计算机程序或所述计算机指令被处理器执行时实现如上述任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

32、与现有技术相比，本发明公开的面部骨骼绑定信息的生成方法、装置、设备、介质和产品，通过为脸部三维模型匹配对应的模板模型，再经过拓扑重建得到待处理的角色模型，并采用线性计算方法将模板模型的骨骼关节点的位置解算至角色模型的骨骼关节点，规避了非线性问题求解带来的效率问题，有效地简化骨骼关节点的计算复杂度，显著提升所述角色模型的骨骼关节点的计算效率，能够节省计算资源，提升对角色模型的面部骨骼的绑定效率与绑定效果。

技术特征：

1.一种面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，所述绑定信息包括所述骨骼关节点的局部坐标；

3.如权利要求2所述的面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，所述确定所述角色模型中各骨骼关节点的父子关系三角形，并根据所述父子关系三角形在所述模板模型上对应的参数信息，计算所述第二骨骼关节点的世界坐标，包括：

4.如权利要求2所述的面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，所述根据所述角色模型的骨骼关节点的世界坐标，计算所述角色模型的骨骼关节点的局部坐标，包括：

5.如权利要求2所述的面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，所述根据所述角色模型的皮肤网格计算所述第一骨骼关节点的世界坐标，包括：

6.如权利要求2至5任一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法，其特征在于，所述绑定信息还包括所述骨骼关节点的局部旋转矩阵、伸缩尺度和蒙皮权重；

7.一种面部骨骼绑定信息的生成装置，其特征在于，包括：

8.一种面部骨骼绑定信息的生成设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序或计算机指令，所述计算机程序或所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的面部骨骼绑定信息的生成方法。

技术总结本发明公开了一种面部骨骼绑定信息的生成方法、装置、设备、介质和产品，通过获取脸部三维模型和与所述脸部三维模型匹配的预设模板模型；基于所述脸部三维模型，对所述模板模型进行拓扑重建，获取待处理的角色模型；根据所述角色模型的皮肤网格和所述模板模型的骨骼关节点的绑定信息，对所述角色模型的骨骼关节点的位置进行线性计算，得到所述角色模型的骨骼关节点的绑定信息。本发明采用线性计算方法将模板模型的骨骼关节点的位置解算至角色模型的骨骼关节点，显著降低了计算的复杂度，提升角色模型的面部骨骼的绑定效率与绑定效果。技术研发人员：郭旭峰,陕昊天,张宏龙受保护的技术使用者：咪咕文化科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18