自動(dòng)三維人臉遷移算法研究.pdf

1、人臉的捕獲、分析與處理一直是是計(jì)算機(jī)視覺中的重要課題。隨著數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等設(shè)備的不斷普及，二維人臉數(shù)據(jù)的捕獲變得觸手可及。相比而言三維人臉數(shù)據(jù)的采集較為困難，主要途徑是通過三維掃描儀進(jìn)行捕獲。以白光、激光等為基礎(chǔ)的三維掃描儀精度很高，但對人眼、皮膚等存在一定的傷害。近年來基于紅外的深度相機(jī)設(shè)備的有效采集距離越來越近，英特爾公司推出的RealSense系列產(chǎn)品更是將此距離縮短到30厘米之內(nèi)，搭配Kinect Fusion等經(jīng)典算法，使得深

2、度相機(jī)采集人臉數(shù)據(jù)變得切實(shí)可行。
　　捕獲到的面部數(shù)據(jù)除了簡單的信息記錄功能，也常常被應(yīng)用于信息加密、安保監(jiān)控、娛樂等領(lǐng)域。最近幾年社交媒體的快速發(fā)展帶動(dòng)了人臉遷移（即“換臉”）應(yīng)用的興起。二維的“換臉”常用于面部交換、照片合成、隱私保護(hù)等方向。相比而言三維“換臉”更具實(shí)際意義，可應(yīng)用于大型3D游戲中“面部補(bǔ)丁”的定制，也可應(yīng)用于3D打印等實(shí)際場景。但目前存在的三維“換臉”應(yīng)用較少，且存在幾何相似性差、兼容性差、過度局限于給定的模

3、型庫等問題。
　　三維人臉數(shù)據(jù)采集除了記錄人臉的色彩信息，還需記錄其三維幾何信息，以及兩者之間的匹配關(guān)系。對應(yīng)于信息的采集，三維“換臉”也需從幾何、色彩兩個(gè)角度去保證效果，其基本指標(biāo)是:幾何相似、無縫融合、特征匹配，扭曲少。本文提出了一套基于深度相機(jī)的全自動(dòng)三維人臉掃描及“換臉”系統(tǒng)。系統(tǒng)包含掃描與“換臉”兩個(gè)模塊，且二者無縫銜接。掃描模塊的貢獻(xiàn)在于，利用紅外深度相機(jī)在極短時(shí)間內(nèi)快速采集并重建出帶紋理效果的三維人臉模型，并利用特征