三維人臉重建與二維半虛擬雕刻.pdf

1、本文的主要研究目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)三維人臉重建與二維半虛擬雕刻仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)以兩幅正交圖像作為輸入，經(jīng)過圖像分析和模型修正得到人臉三維信息，最后將此重建信息輸入到仿真子系統(tǒng)進(jìn)行二維半虛擬雕刻。 人臉重建是二維半雕刻系統(tǒng)的核心內(nèi)容，現(xiàn)有的許多重建方法都需要昂貴的設(shè)備，如：激光掃描儀、活動(dòng)的光譜條紋器等。如何在實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)簡(jiǎn)單的情況下重建出形體是本文首先討論的問題。現(xiàn)有的一些基于圖像序列的方法雖然設(shè)備要求不高，但是往往有很多的約束條件或

2、需要大量的手工交互操作，本文就如何自動(dòng)而高效地提取特征點(diǎn)這個(gè)問題展開了討論，并在通用模型修正，虛擬雕刻等方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性的嘗試。 本文詳細(xì)研究了在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)條件下從正、側(cè)面圖像上自動(dòng)提取特征點(diǎn)修正通用模型從而重建三維人臉的方法。針對(duì)現(xiàn)有人臉庫(kù)大多為歐美人臉模型的不足，首先建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性人臉模型庫(kù)來(lái)獲得特征點(diǎn)模板，接下來(lái)借助模板匹配與圖像分析相結(jié)合的方法，經(jīng)過多次圖像處理可以近似準(zhǔn)確地自動(dòng)得到特征點(diǎn)的信息，無(wú)需任何復(fù)雜的手工交互

3、操作。實(shí)驗(yàn)證明，使用此人臉庫(kù)生成的特征點(diǎn)模板匹配效率高，提取信息精確。為了精確的描述人臉信息，我們選用Poser軟件導(dǎo)出的精細(xì)人臉模型作為通用模型，并將其細(xì)分為五個(gè)等級(jí)，依照特定人臉的特征選用不同的通用模型。最后以求得的特征點(diǎn)為依據(jù)，用徑向基插值、反向距離內(nèi)插、彈性模板匹配來(lái)修正通用模型得到特定人臉。 作為整個(gè)研究課題的組成部分，本文還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于OpenInventor的虛擬雕刻機(jī)仿真及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括虛擬圖形仿真子系統(tǒng)