(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210947222.9 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 上海科技大 学 地址 201210 上海市浦东 新区华夏中路393 号 (72)发明人 高盛华　钱深瀚　 (74)专利代理 机构 上海申汇 专利代理有限公司 31001 专利代理师 翁若莹　徐颖 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建 模方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于局部骨架位姿的参数 化非刚性形变 建模方法， 通过显式地模拟相连部 件的相互作用对物体的非刚性形变进行建模， 部 件上任意一点的形变是该部件与其相邻部件相 互作用的结果， 将一个点在部件 上保持静止的趋 势定义为该点的刚度， 构造一个部件相对于每个 相邻部件的刚度场， 已知位姿变换数据后， 利用 此点刚度场求解此点形变， 获得非刚性形变。 为 基于空间坐标的物体形状表达提供了一种新的 参数化建模非 刚性形变的方法， 由局部骨架位姿 定义的形变混合系数和通过混合局部相对运动 实现的非刚性形变显式建模， 能够直接迁移至未 知的骨架动作。 方法适用于计算机视觉领域的可 驱动物体重建及计算机图形学领域的物体形状 表示与非刚性形变参数化建模。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115409935 A 2022.11.29 CN 115409935 A 1.一种基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 其特征在于， 通过显式地模 拟相连部件的相互作用对物体的非刚性形变进行建模， 部件上任意一点的形变是该部件与 其相邻部件相互作用的结果， 将一个点在部件上保持静止的趋势定义为该点的刚度， 然后， 构造一个部件相对于它的每个相邻部件的刚度场， 已知位姿变换数据后， 利用此点刚度场 求解此点形变， 获得非刚性形变。 2.根据权利要求1所述基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 其特征在于， 所述点的刚度计算： 对于由关节O相连的骨骼AO与OB， 将两块骨骼的不相连端点A、 B相连， 然 后按两块骨骼长度的比例将连接线划分为QA和QB两段， 空间中任意一点X关于骨骼b1和骨 骼b2的刚度定义 为： 其中r1、 r2分别为点X关于骨骼b1和b2的刚度， P是X在连接线AB上的投影， α1和β1是调整 骨骼b1刚度场的可学习参数； α2和β2调整骨骼b2的刚度场的可学习参数； 当点X靠近骨骼b1 时， 它关于骨骼b1的刚度会增 加， 而它关于骨骼b2的刚度会 减小。 3.根据权利要求2所述基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 其特征在于， 所述点X关于骨骼b1和b2的形变混合权 重定义为： ω1+ω2＝1， 当两个骨骼b1和b2以角度θ进行相对旋转时， 为了保持连接， 两骨骼部件连 接截面不应产生相对间隙的变化， 相对旋转的总和ω1θ +ω2θ必须等于θ 。 4.根据权利要求2所述基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 其特征在于， 所述非刚性形变建模方法： 骨骼b0与数根骨骼相连， 骨骼b0部件上的任意点x在标准姿势下 所对应的初始位置为： 其中 x是同一个点在形变前、 后的位置； B是与骨骼b0相连的关节的索引集合； θb为与 骨骼b0连接的第b条骨骼相对骨骼b0的旋转角度； ωb为与骨骼b0连接的第b条骨骼 现对骨骼 b0的形变混合权重， 是ωbθb对应的旋转矩阵； tb是与骨骼b0连接的第b条骨骼的旋转中 心点。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115409935 A 2基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变 建模方法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种建模技术， 特别涉及一种基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变 建模方法。 背景技术 [0002]基于空间坐标的物体形状表达(如神经隐式函数)具有灵活的拓扑结构及表达能 力， 在物体形状重建上具有先天优势。 然而， 对基于空间坐标的形状表达进行非刚性形变的 建模仍缺乏有效的解决方案 。 现有解决方案主 要可分为两类： 整体建模和分部件建模。 [0003]整体建模是指首先定义一个标准骨架动作下的物体形状， 然后使用蒙皮算法将其 变换至任意姿势。 为了将在三维网格上普遍使用的线性混合蒙皮算法迁移至基于空间坐标 的形状表达， 整体建模的方法用神经网络来记录特定骨架动作下的蒙皮系数场。 但是， 这类 神经蒙皮系数场 只在已知 骨架动作下有效， 对新动作的泛化能力较差 。 [0004]分部件建模的方法分别建模各个子部件， 然后将各部件拼凑起来构成完整的物 体。 这类方法有效利用了骨架关节的刚体运动信息， 能够很好地捕捉物体运动过程中的局 部刚体变换， 但缺乏可泛化至新动作的非刚性形变建模方法。 发明内容 [0005]针对基于空间坐标的物体形状表达建模新动作的泛化能力差的问题， 提出了一种 基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 能够直接 迁移至未知的骨架动作。 [0006]本发明的技术方案为： 一种基于局部骨架位姿的参数化非刚性形变建模方法， 通 过显式地模拟相连部件的相互作用对物体的非刚性形变进 行建模， 部件上任意一点的形变 是该部件与其相 邻部件相互作用的结果， 将一个点在部件上保持静止的趋势定义为该点的 刚度， 然后， 构造一个部件相对于它的每个相邻部件的刚度场， 已知位姿变换数据后， 利用 此点刚度场求 解此点形变， 获得非刚性形变。 [0007]进一步， 所述点的刚度计算： 对于由关节O相连的骨骼AO与OB， 将两块骨骼的不相 连端点A、 B相连， 然后按两块骨骼长度的比例将连接线划分为QA和QB两段， 骨骼b1和骨骼b2 部件上任意 一点X处的刚度定义 为： [0008] [0009] [0010]其中r1、 r2分别为点X关于骨骼b1和b2的刚度， P是X在连接线AB上的投影， α1和β1是说　明　书 1/4 页 3 CN 115409935 A 3