三維人臉重建是計(jì)算機(jī)視覺和圖形學(xué)中的研究熱點(diǎn)之一,在人臉識別、人臉動畫、影視游戲等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。與基于多幅圖像或傳感設(shè)備的三維人臉重建相比,基于單幅圖像的三維人臉重建不依賴于人臉圖像集合,也不會受限于硬件設(shè)備等因素。目前,基于單幅圖像的三維人臉重建仍然存在的問題有:眼睛、鼻子、嘴巴等局部的重建效果不佳;人臉紋理的局部處理不夠精細(xì);人臉模型的膚色與給定的人體模型不能保持一致等。針對這些問題,本文提出了一種基于模型分割和紋理優(yōu)化的三維人臉重建方法,主要工作內(nèi)容如下:（1）采用張量分解方法構(gòu)造整體人臉網(wǎng)格模型核張量,結(jié)合條件隨機(jī)場分割方法和張量分解方法構(gòu)造眼睛、鼻子、嘴巴的分塊網(wǎng)格模型核張量。接著,利用級聯(lián)方法檢測人臉圖像特征點(diǎn),并通過特征點(diǎn)分割輸入人臉圖像和數(shù)據(jù)庫人臉圖像。同時(shí),計(jì)算輸入分塊圖像與分塊數(shù)據(jù)庫人臉圖像的結(jié)構(gòu)相似性指數(shù),利用核張量匹配得到對應(yīng)的眼睛、鼻子、嘴巴的分塊網(wǎng)格模型。然后,基于權(quán)重將分塊網(wǎng)格模型與整體人臉網(wǎng)格模型依次融合,并對人臉網(wǎng)格模型進(jìn)行局部和整體的拉普拉斯平滑,最終得到精細(xì)的人臉網(wǎng)格模型。（2）結(jié)合譜聚類算法和層次區(qū)域樹算法對人臉紋理圖像進(jìn)行分割和分塊優(yōu)化,... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１算法主要流程??１．?３．?２論文的組織框架??

組合。該方法可以使用密集人臉網(wǎng)格模型的表面幾何和顏色??數(shù)據(jù)來模擬人臉面部屬性的變化，并通過建立人臉形變模型庫來描述從單幅圖像??構(gòu)建三維人臉模型的過程�；谛巫兡Ｐ偷娜S人臉重建流程為：首先，初始??化一個(gè)三維人臉模型，即初始化形變模型中形狀與紋理線性組合關(guān)系的參數(shù)，以??及人臉紋理的光照信息、旋轉(zhuǎn)角度、相機(jī)位置等外部參數(shù)。通過提取輸入的人臉??圖像的特征信息，然后不斷地迭代優(yōu)化求解上述的參數(shù)，使其與人臉圖像中的參??數(shù)保持一致，最終重建出與人臉圖像對應(yīng)的三維人臉模型，具體示意圖如圖２．１??所示。??３Ｄ?Ｄａｔａｂａｓｅ??Ｍｏｒｐｈａｂｌｅ??＾?＾?ｗ?＾?Ｍ?Ｆ?＇??２Ｄ?Ｉｎｐｕｔ?３Ｄ?Ｏｕｔｐｕｔ??圖２．?１基于形變模型的三維人臉重建流程圖??８??

偏移量。??基于明暗變化的三維人臉重建算法的核心原理是攝像機(jī)逆成像原理，其關(guān)鍵??之處是根據(jù)輸入人臉圖像的光照信息構(gòu)建光照反射模型，接著利用預(yù)設(shè)的假設(shè)條??件與約束因素，來恢復(fù)二維人臉圖像每個(gè)部位的深度信息［３（）］。總的來說，該方??法的三維重建效果良好，但是該方法在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的人臉五官部位估計(jì)出的深度信??息不準(zhǔn)確。同時(shí)，Ｌａｍｂｅｒｔａｉｎ反射模型所預(yù)設(shè)的條件太過于理想化，現(xiàn)實(shí)的條件??往往無法滿足。所以基于明暗變化的三維人臉重建是一個(gè)具有相當(dāng)挑戰(zhàn)性的難題。??ｉ；／ＨＢ??圖２．?２基于明暗變化的三維人臉重建效果圖??目前，基于單幅圖像的三維人臉重建存在的問題有局部幾何細(xì)節(jié)不夠優(yōu)化，??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]結(jié)合特征適配與拉普拉斯形變的3維人臉重建[J]. 張劍,何驊,詹小四,肖俊.  中國圖象圖形學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]BJUT-3D三維人臉數(shù)據(jù)庫及其處理技術(shù)[J]. 尹寶才,孫艷豐,王成章,蓋赟.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2009(06)
[3]基于特征點(diǎn)的三維人臉形變模型[J]. 龔勛,王國胤.  軟件學(xué)報(bào). 2009(03)

博士論文
[1]基于單目視頻相機(jī)的實(shí)時(shí)人臉跟蹤與動畫方法研究[D]. 曹晨.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的三維人臉重建技術(shù)研究[D]. 伊進(jìn)延.電子科技大學(xué) 2019
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的單視圖三維人臉重建技術(shù)研究[D]. 陳珂.武漢理工大學(xué) 2018
[3]基于單張照片的三維人臉重建算法研究[D]. 孔德智.山東大學(xué) 2017
[4]基于雙目立體視覺的人臉三維模型重建研究[D]. 王剛.吉林大學(xué) 2014



本文編號：3282213