面向形變模型的三維人臉數(shù)據處理研究.pdf

1、形變模型(Morphable Model)是近年出現(xiàn)的三維人臉建模新方法,針對給定人臉圖像,可以自動重建真實感的三維人臉.形變模型以大量真實人臉為基礎,通過線形組合實現(xiàn)三維重建.因此,大批量真實人臉數(shù)據在此模型的構造中占據了基礎性地位,對其處理成為模型建立的一個關鍵環(huán)節(jié).該文主要研究面向形變模型的數(shù)據處理技術,包括預處理和三維人臉對應兩個方面:預處理有原始數(shù)據的整理、有效人臉分割及建立原型人臉庫;三維人臉對應是建立三維人臉基于特征的點對

2、點對應,因采樣點的密集,此對應計算是一個相當困難的問題.為說明數(shù)據處理的重要性以及其與形變模型的密切關聯(lián)性,首先探討了形變模型的基本原理與建模方法,主要包括參數(shù)模型的建立、模型匹配.參數(shù)模型的建立涉及原型人臉數(shù)據的獲取和對應關系的建立,模型匹配涉及光照模型、攝像機標定與數(shù)據優(yōu)化問題.面向形變模型,文章針對數(shù)據預處理和對應計算兩方面展開了深入的研究.數(shù)據預處理方面,針對原始數(shù)據的存儲結構特點,設計了一種便于快速處理三維數(shù)據的數(shù)據結構,并提

3、出了預處理的方法.三維人臉的對應計算方面,在研究和分析了基于光流及其改進方法的對應算法后,針對光流方法的缺陷,提出了一種基于特征的人臉分片模式,結合圖形學中的重采樣算法,構造完全三維意義的對應方法,該方法能夠避免二維光流估計的不確定性,且與原型人臉數(shù)目無關,在最少原型人臉(兩個)的情況下,辦能保證三維對應效果.作為對應關系計算的直接應用,初步探索了形變模型與基于重采樣的對應算法在人臉動畫領域的應用.實驗表明,提出的數(shù)據處理方法是有效可行