专利名称：撷取三维脸部影像的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种处理三维影像的技术，特别是关于一种撷取三维脸部影像的系统及方法。
背景技术：
由于可携式电子装置广泛地应用在很多方面，可嵌入于此些可携式电子装置中的有趣的应用程序及计算机游戏也逐渐地受到大众的欢迎。常见的可携式电子装置，如行动电话以及个人数字助理器常内建撷取影像的功能。因此，新型态而有别于传统取得照片方式的应用功能愈来愈受到欢迎。此些应用功能中的一系应用在摄取一个人的脸部影像，然后将取得的脸部影像处理成一三维(3-dimension，3D)模型，而使用在互动计算机游戏中或作为打电话者的一种身份识别。
图1为一传统撷取三维脸部影像的方块图，如图1所示，系统10包括一数字影像系统12、一中央处理器(CPU)14、一显示装置16、一储存装置18。上述数字影像系统12供取得一照片20。上述中央处理器14供处理照片20的影像数据22。显示装置16供显示所取得的影像及处理中的影像。储存装置18可供储存处理中的影像数据及最终完成的三维影像数据之用。
图2为使用传统系统的撷取三维脸部影像方法的步骤的流程图，首先，如步骤S10所示，一使用者选择一三维脸部模型。如步骤S12所示，于一预视画面30加载并显示上述所选择模型的一粗略轮廓32，粗略轮廓32的一实例显示于图3中。
如步骤S14所示，上述使用者对于一个人物选定一照相装置。如步骤S16所示，移动上述照相装置，使得上述人物的脸部位于上述模型的粗略轮廓32内。如步骤S18所示，当上述脸部位于粗略轮廓32内时，影像系统12摄取上述脸部的一照片。如步骤S20所示，将所摄取的照片施行卷动以及尺寸缩放等后处理程序，使得照片与粗略轮廓32相互匹配。然后，随着所使用的中央处理器的效能高低，若是采用较低效能的中央处理器，则无法将照片转换成三维影像。如步骤S22所示，剪下并储存轮廓内的照片成为一影像结构。最后，如步骤S24所示，将所储存的影像结构映对至三维脸部模型。
习用的撷取三维脸部影像系统具有一些缺点，第一，为了处理三维影像，习用的系统须使用强力中央处理器(Powerful CPU)，如此将会增加制造成本以及功率消耗。其次，即使采用强力中央处理器，亦无法将其所有的功率都用于处理三维作业上，此乃因强力中央处理器是作为一般中央处理器的目的使用且还要担负维护操作系统、管理档案系统或是建立通讯联机等工作之用。其结果是，若是使用习用的中央处理器系统会造成复杂程度较高的高质量的三维脸部影像系统受到限制。再其次，由于手持式装置的CPU处理能力是有限的，所以所摄取照片仅能施行卷动以及尺寸缩放等后处理程序，而无法产生一能够与模型轮廓最佳匹配的影像结构。其结果是，无法产生正确的映对三维脸部模型的影像结构，使得使用者须重新取得另一张个人的脸部照片来校正映对错误，而浪费时间。最后，即使脸部影像结构的映对可以完整地完成，但由于多边形处理率和显示框处理率是受到限制的，因此，最终的三维影像质量效果是有限的。
发明内容
本发明的目的是提供一种撷取三维脸部影像的系统及方法，其具有较佳的影像质量且无须使用强力中央处理器，本发明的系统及方法是使用一三维图形处理器来处理所撷取的影像。
本发明为达成上述目的提供一种撷取三维脸部影像的系统，此系统包括，(1)一数字影像系统，用来取得一照片；(2)一三维图形处理器，用来处理此照片的影像数据、转换此影像数据成为一三维图形，或用来储存此影像数据及此三维图形；以及(3)一显示装置，用来显示此影像数据或此三维图形。
本发明尚提供一种撷取三维脸部影像的方法，此方法首先针对一活的物体选择一三维脸部模型。其次，决定此三维脸部模型所须取得角度的数量。其次，于一画面上加载并显示此三维脸部模型的粗略轮廓。其次，对于此活的物体选定手持式装置的一照相装置。其次，移动此手持式装置的此照相装置，使得此活的物体的脸部位于此粗略轮廓内。其次，当此脸部位于此粗略轮廓内时，摄取及储存此脸部的一照片。其次，载入第一次取得角度的此照片。其次，显示此第一次取得角度的此照片以及一详细的三维脸部模型轮廓。其次，施行交互移位、旋转或缩小放大，以使此照片与此详细的三维脸部模型轮廓相互匹配。其次，当此照片与此详细的三维脸部模型轮廓相互匹配时，剪下并储存此轮廓内的此照片成为此第一次取得角度的一影像结构。最后，映对此影像结构至此三维脸部模型。
与习用的系统及方法比较，本发明具有以下的优点1.由于本发明撷取三维脸部影像的系统专用一个三维图形处理器，所以多边形处理的数量和显示框处理的数量将比习用的单纯使用CPU的系统大幅提高。因此，本发明撷取三维脸部影像的系统不但具有较高的质量，且可应用在大面积影像撷取上。
2.藉由三维图形处理器以处理撷取的影像，可使影像正确且简单地调整，以更精确符合三维模型，藉以减低习用系统常发生的须重新取得脸部影像所耗费的功夫。
3.由于三维图形处理器的超强影像处理能力是习用的手持式装置的CPU系统所无法作到的，因此，本发明撷取三维脸部影像的系统所使用的三维图形处理器与习用的系统相比可以取得较真实的三维脸部影像。
4.由于本发明的系统使用三维图形处理器来处理影像以及进行三维程序，所以本发明的系统无须使用习用的系统中所采用的强力中央处理器(Powerful CPU)，因此，可降低制造成本以及减少功率消耗。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，以下配合附图以及较佳实施例以说明本发明。
图1为一传统撷取三维脸部影像的方块图；图2为使用传统系统的撷取三维脸部影像方法的步骤的流程图；图3是显示粗略轮廓的一实例；
图4为本发明撷取三维脸部影像的系统的方块图；图5A及图5B为本发明撷取三维脸部影像方法的步骤的流程图。
图6是显示三维脸部模型的详细三维脸部模型轮廓的一实例。
图7是举例说明藉由三维图形处理器施行移位、旋转和缩小放大的功能的一概略图。
附图标记说明撷取三维脸部影像的系统10、100；数字影像系统12、102；中央处理器14、110；显示装置16、106；储存装置18、108；照片20、120；影像数据22、122；预视画面30；粗略轮廓32；三维图形处理器104；三维图形124；交互移位700；旋转702；缩小放大704。
具体实施例方式
图4为本发明撷取三维脸部影像的系统的方块图，如图4所示，系统100包括一数字影像系统102、一三维图形处理器104、一显示装置106、一储存装置108以及一中央处理器(CPU)110。
上述数字影像系统102供取得一照片120。上述三维图形处理器104供处理照片120的影像数据122、转换影像数据122成为一三维图形124，或作为储存照片120、影像数据122及三维图形124之用，如图4所示。显示装置106供显示照片120、影像数据122及三维图形124之用。储存装置108可供储存照片120、影像数据122及三维图形124之用。而中央处理器110用以整合整个系统100。
图5为本发明撷取三维脸部影像方法的步骤的流程图，首先，针对一活的物体选择一三维脸部模型，如步骤S100所示。
如步骤S110所示，决定三维脸部模型所须取得角度的数量。
如步骤S120所示，于一预视画面30加载并显示所选择模型的粗略轮廓32，如图3所示。
如步骤S130所示，对于上述活的物体选定一手持式装置的照相装置。
如步骤S140所示，移动上述手持式装置的照相装置，使得上述活的物体的脸部位于屏幕上模型的粗略轮廓32内。
如步骤S150所示，当上述脸部位于粗略轮廓32内时，影像系统102摄取上述脸部的一照片，并将此照片储存至三维图形处理器104或储存装置108内。
如步骤S160所示，假如需要取得更多不同角度的照片，程序回至步骤S120，否则则执行步骤S170。
如步骤S170所示，将第一次取得角度的照片加载三维图形处理器104内。
如步骤S180所示，将上述第一次取得角度的照片与详细的三维脸部模型轮廓同时显示在显示装置106的屏幕上。此详细的三维脸部模型轮廓包括一对应三维脸部模型的简单外形轮廓和对应脸部主要特征的数个定位点，例如眼睛、鼻子和嘴。图6是显示三维脸部模型的详细三维脸部模型轮廓的一实例。
如步骤S190所示，三维图形处理器104施行交互移位700、旋转702或缩小放大704，以使脸部照片与模型轮廓及主要特征的定位点相互匹配，如图7所示。图7举例说明藉由三维图形处理器104施行移位700、旋转702和缩小放大704的功能的一概略图。
如步骤S200所示，当脸部照片与模型轮廓及主要的定位点相互匹配时，剪下并储存轮廓内的照片于三维图形处理器104或储存装置108内成为目前角度的影像结构。
如步骤S210所示，假如尚有更多不同角度的照片须处理，程序回至步骤S170，否则则执行步骤S220。
最后，如步骤S220所示，上述三维图形处理器104将所储存的影像结构映对至三维脸部模型，以完成撷取三维脸部影像的流程。
权利要求
1.一种撷取三维脸部影像的系统，供应用在可携手持式装置上，其特征在于，包括一数字影像系统，用来取得一照片；一三维图形处理器，用来处理该照片的影像数据、转换该影像数据成为一三维图形，或用来储存该影像数据及该三维图形；以及一显示装置，用来显示该影像数据或该三维图形。
2.如权利要求1所述的撷取三维脸部影像的系统，其特征在于，更包括一储存装置，用来储存该照片、该影像数据及该三维图形。
3.如权利要求1所述的撷取三维脸部影像的系统，其特征在于，更包括一中央处理器，用来整合该撷取三维脸部影像的系统。
4.如权利要求1所述的撷取三维脸部影像的系统，其特征在于，该三维图形处理器是用来施行移位、旋转或缩小放大该照片。
5.如权利要求1所述的撷取三维脸部影像的系统，其特征在于，该手持式装置是数字相机、数字摄影机、个人数字助理器、行动电子设备、第三代行动电话、手持式行动电话或智能型手机。
6.一种撷取三维脸部影像的方法，供应用在可携手持式装置上，其特征在于，包括下列步骤针对一活的物体选择一三维脸部模型；决定该三维脸部模型所须取得角度的数量；于一画面上加载并显示该三维脸部模型的粗略轮廓；对于该活的物体选定手持式装置的一照相装置；移动该手持式装置的该照相装置，使得该活的物体的脸部位于该粗略轮廓内；当该脸部位于该粗略轮廓内时，摄取及储存该脸部的一照片；载入第一次取得角度的该照片；显示该第一次取得角度的该照片以及一详细的三维脸部模型轮廓；施行交互移位、旋转或缩小放大，以使该照片与该详细的三维脸部模型轮廓相互匹配；当该照片与该详细的三维脸部模型轮廓相互匹配时，剪下并储存该轮廓内的该照片成为该第一次取得角度的一影像结构；以及映对该影像结构至该三维脸部模型。
7.如权利要求6所述的撷取三维脸部影像的方法，其特征在于，当所须取得角度的数量是复数个时，重复上述于一画面上加载并显示该三维脸部模型的粗略轮廓的步骤以及其后的步骤到上述加载第一次取得角度的该照片的步骤前为止。
8.如权利要求6所述的撷取三维脸部影像的方法，其特征在于，当所须处理照片是复数个时，重复上述加载另一取得角度的该照片的步骤以及其后的步骤到上述映对该影像结构至该三维脸部模型的步骤前为止。
9.如权利要求6所述的撷取三维脸部影像的方法，其特征在于，该详细的三维脸部模型轮廓是对应脸部主要特征，包括眼睛、鼻子和嘴。
10.如权利要求6所述的撷取三维脸部影像的方法，其特征在于，该手持式装置是数字相机、数字摄影机、个人数字助理器、行动电子设备、第三代行动电话、手持式行动电话或智能型手机。
全文摘要
本发明涉及一种撷取三维脸部影像的系统及方法，本系统包括(1)一数字影像系统，用来取得一照片；(2)一三维图形处理器，用来处理此照片的影像数据、转换此影像数据成为一三维图形，或用来储存此影像数据及此三维图形；以及(3)一显示装置，用来显示此影像数据或此三维图形。本方法是使用一三维图形处理器来处理所撷取的影像，因此，具有较佳的影像质量且无须使用强力中央处理器。本发明所揭露的系统及方法，供应用在数字相机(DSC)、数字摄影机(DV)、个人数字助理器(PDA)、行动电子设备、第三代行动电话、手持式行动电话或智能型手机等可携手持式装置上，但并不限定为上述装置。
文档编号G06T1/00GK1959736SQ20051011734
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月2日 优先权日2005年11月2日
发明者黄勃为, 林文国 申请人:绘展科技股份有限公司