一种新型面部表情及动作捕捉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型面部表情及动作捕捉系统，其结构简单，成本低，结构合理，可靠性高，可调节性好。本实用新型专利技术包含用于捕捉人体动作的摄像头调节组件和用于捕捉人体面部表情的面部捕捉组件；所述摄像头调节组件包含设置在人体附近的由多个摄像头组成的摄像头阵列，还包含控制连接所述摄像头阵列的控制器；所述面部捕捉组件包含用于采集人体面部表情图像信息的图像信息采集组件、佩戴在人体上的信息接收固定组件和用于显示及处理图像信息采集组件采集到的图像信息的监视器；所述摄像头组件通过设置在头盔后部的线缆连接至所述信息接收固定组件；所述信息接收固定组件包含腰带。

A new facial expression and motion capture system

The utility model discloses a novel facial expression and motion capture system, which has the advantages of simple structure, low cost, reasonable structure, high reliability and good adjustability. The utility model comprises a camera adjusting component for capturing human motion and a face capturing component for capturing human facial expressions; the camera adjusting component comprises a camera array composed of a plurality of cameras arranged near the human body, and a controller for controlling the connection of the camera array; and the face. The capture module comprises an image information acquisition module for collecting information of human facial expression images, an information receiving fixing module for wearing on the human body, and a monitor for displaying and processing image information collected by the image information acquisition module, which is connected to the information by a cable arranged at the rear of the helmet. A fixed component is received, and the information receiving fixed component comprises a waistband.

【技术实现步骤摘要】
一种新型面部表情及动作捕捉系统
本技术涉及一种图像采集系统，具体用于捕捉人体面部表情和人体动作。
技术介绍
人体面部表情及人体动作采集是目前发展的较为快速的技术，有着美好的市场前景；面部表情捕捉依靠佩戴在头盔上的摄像头完成，动作采集依靠外部摄像头阵列以及一些佩戴在人体上的传感器完成；同时进行面部表情采集和动作采集需要的系统目前非常庞大，造成了实施成本过高；低成本的现有装置在采集过程中，摄像头的角度调节无法实现，造成了对焦、调整的困难和繁琐；低成本的现有装置在采集过程中其可靠性也存在隐患，因此急需一种适于大范围推广且成本较低的面部表情及动作捕捉系统。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种新型面部表情及动作捕捉系统，其结构简单，成本低，结构合理，可靠性高，可调节性好。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型面部表情及动作捕捉系统，包含用于捕捉人体动作的摄像头调节组件和用于捕捉人体面部表情的面部捕捉组件；所述摄像头调节组件包含设置在人体附近的由多个摄像头组成的摄像头阵列，还包含控制连接所述摄像头阵列的控制器；所述摄像头阵列中的每个摄像头安装在支架上，且通过支架上设置的水平传动部件和竖直传动部件分别实现相对于水平面的角度的转动和相对于竖直方向上的角度的转动；所述水平传动部件和竖直传动部件均包含驱动电机；所述驱动电机电连接至所述控制器；所述控制器控制所述驱动电机实现摄像头阵列的中点对准所述人体中点；所述面部捕捉组件包含用于采集人体面部表情图像信息的图像信息采集组件、佩戴在人体上的信息接收固定组件和用于显示及处理图像信息采集组件采集到的图像信息的监视器；所述图像信息采集组件包含摄像头组件和用于固定摄像头组件的头盔支架组件；所述摄像头组件通过设置在头盔后部的线缆连接至所述信息接收固定组件；所述信息接收固定组件包含腰带；所述腰带上可拆卸的穿设有用于为所述摄像头组件供电的供电设备和用于将所述摄像头组件采集的图像信息传输至远端的监视器的有线图传发射器；所述监视器通过有线图传接收器与所述有线图传发射器有线通讯。作为本技术的一种优选实施方式：所述供电设备内置有可充电电池；所述供电设备和有线图传发射器均包含长方体结构的壳体，壳体上分别设置有供电接口和有线图传接口；壳体背面设置有用于穿设在腰带上的穿接环；所述有线图传发射器穿设在腰带上后还通过限位环环绕固定；所述头盔支架组件包含用于佩戴在人体头部的头盔；右底座通过螺钉固定安装在头盔的右侧，右旋转平台安装在右底座上，左底座通过螺钉固定安装在头盔的左侧，左旋转平台安装在左底座上，用于安装摄像头组件的U型连杆的两个自由端分别安装在右旋转平台和左旋转平台上，所述右底座和左底座上都设有球头，所述右旋转平台和左旋转平台都采用矩形块结构形式，所述右旋转平台和左旋转平台上都安装有螺钉和螺母；所述摄像头组件包含用于固定在U型连杆的弧形端的球关节组装板、用于调节摄像头壳体角度的球关节组件和安装有镜头的摄像头壳体。作为本技术的一种优选实施方式：所述头盔用于佩戴在人体的头部，由人体的头部额头位置延伸覆盖至使用者后脑勺部位；所述头盔包含采用PP材料一体成型的用于佩戴在使用者头部的本体；所述本体由使用者头部额头位置开始分成三部分；分别为用于夹持使用者头部左侧的左夹持部、用于夹持使用者头部右侧的右夹持部和用于夹持使用者头部顶部位置的中间夹持部；所述左夹持部与右夹持部为形状对称的弧形结构，分别由使用者头部的左侧和右侧延伸至对应一侧的后脑勺位置，且与人体头部左侧和右侧的形状相适应；所述中间夹持部由使用者的头部顶端延伸至使用者的后脑勺位置，且与使用者头部顶端的形状相适应；所述左夹持部、右夹持部和中间夹持部的靠近使用者后脑勺一端互不连接。作为本技术的一种优选实施方式：所述中间夹持部、左夹持部和右夹持部上开设有用于减轻本体重量的镂空孔；所述左夹持部和右夹持部两侧对称设置有用于组装对外连接件的连接槽；连接槽的结构为圆角矩形结构；连接槽包含槽体，连接槽的槽体上对称开设两个连接孔，连接孔贯穿所述槽体和对应的左夹持部和右夹持部位置；所述对外连接件的连接底板嵌入所述槽体内，且所述连接底板上开设有与连接孔位置对应的螺母固定孔，紧固螺栓经由左夹持部和右夹持部内侧壁穿过所述连接孔和螺母固定孔后，与固定在螺母固定块内的螺母啮合连接；所述连接底板中心设置用于和外部支架连接的连接耳；所述本体中，左夹持部、右夹持部、中间夹持部相分离的部分所占的面积与左夹持部、右夹持部、中间夹持部相连接的部分所占的面积之比为9：1。作为本技术的一种优选实施方式：所述本体的厚度为1.5mm～2mm；所述左夹持部和右夹持部的自由端上均布开设有用于穿设收缩松紧带后将左夹持部和右夹持部连接的收缩限位固定孔。作为本技术的一种优选实施方式：所述支架包含柱子，柱子上安装多个水平传动部件，每个水平传动部件以柱子中心轴线为旋转轴转动，所述竖直传动部件安装在水平传动部件上，所述竖直传动部件包含水平的转轴，竖直传动部件的驱动电机驱动转轴转动，摄像头的背面固定安装在转轴上；所述水平传动部件包含驱动电机以及齿轮传动组件，驱动电机固定安装在柱子上，驱动电机的输出轴安装主动齿轮，被动齿轮与主动齿轮啮合，被动齿轮转动套装在柱子上，被动齿轮的齿面与所述竖直传动部件连接，带动所述竖直传动部件整体沿着水平方向角度的转动；还包含用于测量摄像头阵列与人体之间距离的测距装置，所述测距装置电连接至所述控制器，所述测距装置包含红外测距仪，超声波和深度摄像头；还包含用于测量所述摄像头的角度的转动角度的角度传感器，所述角度传感器电连接至所述控制器。作为本技术的一种优选实施方式：还包含同步控制器，所述同步控制器通过BNC接口分别与所述摄像头调节组件的控制器以及面部捕捉组件的有线图传接收器连接；所述同步控制器的输出接口同样为BNC接口，所述同步控制器包含单片机。本技术与现有技术相比具有以下优点：本技术公开的一种新型面部表情及动作捕捉系统，其通过摄像头调节组件采集动作信息，通过面部捕捉组件采集面部表情；整体结构简单，成本低；本技术的摄像头调节组件采用控制器结合电机驱动完成集群式的摄像头自动调节采集的功能；其通过控制器的图像识别调节摄像头的角度，达到图像合成无缝拼接；集群式摄像头阵列中每个摄像头的位置固定，但每个摄像头的视角可以两个自由度移动。集群式摄像头阵列的中点对准被照待采集目标的中点，根据集群式摄像头阵列到待采集目标的距离和待采集目标的参数(可通过传感器获得)，可以根据计算出集群式摄像头阵列中每个摄像头应该偏转的位置；进行粗调之后，根据摄像头获取的图片合成计算，细调校准摄像头的角度；本技术的面部捕捉组件将实时采集传输图像表演者图像信息所需要的组件进行了合理的布置；信息接收固定组件佩戴在人体上，使得整个系统的布置更加紧凑，表演者也能够将一些会增加重量的设备分布在腰部，相比全部布置在头盔位置是有非常好的稳定性的；本技术的结构可以让头盔位置的重量尽量减小，这样有助于表演者表演过程的自由发挥也能够降低佩戴头盔的不适感；结构合理，可靠。附图说明图1为本技术的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型面部表情及动作捕捉系统，其特征在于：包含用于捕捉人体动作的摄像头调节组件和用于捕捉人体面部表情的面部捕捉组件；所述摄像头调节组件包含设置在人体附近的由多个摄像头组成的摄像头阵列，还包含控制连接所述摄像头阵列的控制器；所述摄像头阵列中的每个摄像头安装在支架上，且通过支架上设置的水平传动部件和竖直传动部件分别实现相对于水平面的角度的转动和相对于竖直方向上的角度的转动；所述水平传动部件和竖直传动部件均包含驱动电机；所述驱动电机电连接至所述控制器；所述控制器控制所述驱动电机实现摄像头阵列的中点对准所述人体中点；所述面部捕捉组件包含用于采集人体面部表情图像信息的图像信息采集组件、佩戴在人体上的信息接收固定组件和用于显示及处理图像信息采集组件采集到的图像信息的监视器；所述图像信息采集组件包含摄像头组件和用于固定摄像头组件的头盔支架组件；所述摄像头组件通过设置在头盔后部的线缆连接至所述信息接收固定组件；所述信息接收固定组件包含腰带；所述腰带上可拆卸的穿设有用于为所述摄像头组件供电的供电设备和用于将所述摄像头组件采集的图像信息传输至远端的监视器的有线图传发射器；所述监视器通过有线图传接收器与所述有线图传发射器有线通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种新型面部表情及动作捕捉系统，其特征在于：包含用于捕捉人体动作的摄像头调节组件和用于捕捉人体面部表情的面部捕捉组件；所述摄像头调节组件包含设置在人体附近的由多个摄像头组成的摄像头阵列，还包含控制连接所述摄像头阵列的控制器；所述摄像头阵列中的每个摄像头安装在支架上，且通过支架上设置的水平传动部件和竖直传动部件分别实现相对于水平面的角度的转动和相对于竖直方向上的角度的转动；所述水平传动部件和竖直传动部件均包含驱动电机；所述驱动电机电连接至所述控制器；所述控制器控制所述驱动电机实现摄像头阵列的中点对准所述人体中点；所述面部捕捉组件包含用于采集人体面部表情图像信息的图像信息采集组件、佩戴在人体上的信息接收固定组件和用于显示及处理图像信息采集组件采集到的图像信息的监视器；所述图像信息采集组件包含摄像头组件和用于固定摄像头组件的头盔支架组件；所述摄像头组件通过设置在头盔后部的线缆连接至所述信息接收固定组件；所述信息接收固定组件包含腰带；所述腰带上可拆卸的穿设有用于为所述摄像头组件供电的供电设备和用于将所述摄像头组件采集的图像信息传输至远端的监视器的有线图传发射器；所述监视器通过有线图传接收器与所述有线图传发射器有线通讯。2.如权利要求1所述的一种新型面部表情及动作捕捉系统，其特征在于：所述供电设备内置有可充电电池；所述供电设备和有线图传发射器均包含长方体结构的壳体，壳体上分别设置有供电接口和有线图传接口；壳体背面设置有用于穿设在腰带上的穿接环；所述有线图传发射器穿设在腰带上后还通过限位环环绕固定；所述头盔支架组件包含用于佩戴在人体头部的头盔；右底座通过螺钉固定安装在头盔的右侧，右旋转平台安装在右底座上，左底座通过螺钉固定安装在头盔的左侧，左旋转平台安装在左底座上，用于安装摄像头组件的U型连杆的两个自由端分别安装在右旋转平台和左旋转平台上，所述右底座和左底座上都设有球头，所述右旋转平台和左旋转平台都采用矩形块结构形式，所述右旋转平台和左旋转平台上都安装有螺钉和螺母；所述摄像头组件包含用于固定在U型连杆的弧形端的球关节组装板、用于调节摄像头壳体角度的球关节组件和安装有镜头的摄像头壳体。3.如权利要求1所述的一种新型面部表情及动作捕捉系统，其特征在于：所述头盔用于佩戴在人体的头部，由人体的头部额头位置延伸覆盖至使用者后脑勺部位；所述头盔包含采用PP材料一体成型的用于佩戴在使用者头部的本体；所述本体由使用者头部额头位置开始分成三部分；分别为用于夹持使用者头部左侧的左夹持部、用于夹持使用者头部右侧的右夹持部和用于夹持使用者头部顶部位置的中间夹持部；所述左夹持部...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贤华，
申请(专利权)人：深圳市灼华互娱科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44