基于正侧面人脸照片的三维人脸重建

摘要

创建逼真的三维入脸模型是计算机图形学领域一个极富有挑战性的课题。随着虚拟现实、影视制作、游戏娱乐、可视电话等应用的发展，这一研究领域越来越受到人们的关注。本文主要从事此方面的研究。 本文在研究了人脸生理结构特点的基础上定义了人脸的特征点；介绍了目前主要的几种利用立体视觉技术进行三维人脸重建的方法，将几种方法进行比较分析，选出本文中使用的三维人脸重建的方案：对于利用特征点重建人脸给出了具体的思路和算法；最后将三维重建后的人脸进行纹理映射，真实化处理。本文的主要研究内容为： (1)在分析人脸固有生理结构特征的基础上，参照MPEG-4标准中人脸定义的特征点区域分布，结合本文需求，定义了本文的人脸特征点分布。 (2)研究了利用立体视觉原理对人脸三维重建的几种方法，在分析比较的基础上，确定了本文所采用的三维重建方案。 (3)三维人脸重建。主要研究从特征点数据重建出特定人脸的三维模型。重点在人脸模型的非特征点变形坐标定位中使用了DFFD自由曲面变形算法，并对此算法进行了适应性改进。对于重建后的网格模型使用B样条加蒙面算法进行曲面的重构。 (4)最后，对特定的入脸模型进行光照模型选择，并利用openGL纹理映射技术，恢复出特定人脸模型的真实感。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的技术路线与研究内容

2人脸的结构与基于MPEG-4的人脸特征点定义

2.1人脸的生理结构

2.2MPEG-4对人脸的特征点标定

2.3特征点选择与标定

2.4本章小结

3几种立体视觉人脸建模方法

3.1立体视觉原理

3.2基于正、侧面照片的三维人脸建模

3.3基于多幅照片的人脸三维特征点信息提取

3.4基于双目立体视觉三维建模方法

3.5对以上三种建模方法的比较分析与本文建模方法选择

3.6本章小结

4人脸的三维重建

4.1经典人脸模型与技术回顾

4.1.1经典人脸模型

4.1.2人脸建模中常用的技术

4.1.3通用人脸模型的获取

4.2人脸三维重建

4.2.1人脸图像归一化处理

4.2.2整体变换

4.2.3局部变换

4.2.4曲面重构

4.4本章小结

5光照模型和纹理映射技术

5.1光照模型

5.2纹理映射技术

5.2.1 OpenGL中的基本纹理映射技术

5.2.2逼真人脸纹理映射

5.3实验及实验结果

5.4本章小结

6总结与未来工作展望

6.1本文主要的创新点

6.2未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢