面向形變模型的三維人臉數(shù)據(jù)處理研究.pdf

1、形變模型(Morphable Model)是近年出現(xiàn)的三維人臉建模新方法,針對給定人臉圖像,可以自動(dòng)重建真實(shí)感的三維人臉.形變模型以大量真實(shí)人臉為基礎(chǔ),通過線形組合實(shí)現(xiàn)三維重建.因此,大批量真實(shí)人臉數(shù)據(jù)在此模型的構(gòu)造中占據(jù)了基礎(chǔ)性地位,對其處理成為模型建立的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié).該文主要研究面向形變模型的數(shù)據(jù)處理技術(shù),包括預(yù)處理和三維人臉對應(yīng)兩個(gè)方面:預(yù)處理有原始數(shù)據(jù)的整理、有效人臉分割及建立原型人臉庫;三維人臉對應(yīng)是建立三維人臉基于特征的點(diǎn)對

2、點(diǎn)對應(yīng),因采樣點(diǎn)的密集,此對應(yīng)計(jì)算是一個(gè)相當(dāng)困難的問題.為說明數(shù)據(jù)處理的重要性以及其與形變模型的密切關(guān)聯(lián)性,首先探討了形變模型的基本原理與建模方法,主要包括參數(shù)模型的建立、模型匹配.參數(shù)模型的建立涉及原型人臉數(shù)據(jù)的獲取和對應(yīng)關(guān)系的建立,模型匹配涉及光照模型、攝像機(jī)標(biāo)定與數(shù)據(jù)優(yōu)化問題.面向形變模型,文章針對數(shù)據(jù)預(yù)處理和對應(yīng)計(jì)算兩方面展開了深入的研究.數(shù)據(jù)預(yù)處理方面,針對原始數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種便于快速處理三維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并提

3、出了預(yù)處理的方法.三維人臉的對應(yīng)計(jì)算方面,在研究和分析了基于光流及其改進(jìn)方法的對應(yīng)算法后,針對光流方法的缺陷,提出了一種基于特征的人臉分片模式,結(jié)合圖形學(xué)中的重采樣算法,構(gòu)造完全三維意義的對應(yīng)方法,該方法能夠避免二維光流估計(jì)的不確定性,且與原型人臉數(shù)目無關(guān),在最少原型人臉(兩個(gè))的情況下,辦能保證三維對應(yīng)效果.作為對應(yīng)關(guān)系計(jì)算的直接應(yīng)用,初步探索了形變模型與基于重采樣的對應(yīng)算法在人臉動(dòng)畫領(lǐng)域的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)表明,提出的數(shù)據(jù)處理方法是有效可行