基于PDE的3D人臉建模及表情分析研究.pdf

1、本文研究了基于偏微分方程(Partial Differential Equations PDE)的3D人臉表情建模的問題。3D人臉表情的研究由來已久,人們也創(chuàng)建了很多的模型,如基于肌肉骨骼運(yùn)動(dòng)的網(wǎng)格模型能模擬出逼真的人臉表情,直接數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型能夠快速的產(chǎn)生逼真的人臉表情。這些人臉表情也在諸多場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用。但是,這些模型還是表現(xiàn)出了一些讓人失望的缺點(diǎn),突出的表現(xiàn)在這些模型無法同時(shí)滿足普適性、逼真性、高效性和自動(dòng)性。而這些特征又是評(píng)價(jià)

2、模型好壞的重要標(biāo)志?；赑DE的3D人臉表情模型是從PDE所具有的優(yōu)勢(shì)和當(dāng)前人臉模型不足的現(xiàn)狀結(jié)合產(chǎn)生的。PDE模型的源數(shù)據(jù)是3D點(diǎn)云數(shù)據(jù),比從2D圖像得到的圖像更精確也更具有自動(dòng)性(2D圖像需要進(jìn)行3D數(shù)據(jù)重建,這個(gè)過程往往需要手工干預(yù));PDE模型的參數(shù)只與人臉數(shù)據(jù)曲線有關(guān),適用范圍更廣;PDE具有局部特征保持性,不會(huì)模糊邊界,更能達(dá)到逼真效果;PDE模型的邊界曲線選取是交叉選取的,能達(dá)到局部區(qū)域銜接的光滑性;只需要四條邊界曲線就可

3、以表示一個(gè)PDE模型,只需要少量的計(jì)算就可以建立一個(gè)PDE模型。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)仿真,本人利用85個(gè)PDE模型表示一張人臉,在表示精度和建模時(shí)間上，確實(shí)比其它模型提高不少。在PDE模型的基礎(chǔ)上對(duì)人臉表情差異進(jìn)行分析及合成是本論文的一個(gè)應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論都有介紹。
　　本文從建立PDE模型的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)選取出發(fā),沿著PDE模型建立的步驟進(jìn)行闡述,一直達(dá)到完成PDE模型的完全建立。分別介紹了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)規(guī)范化、PDE邊界曲線提取、P