基于立體視覺的高精度三維人臉重建.pdf

1、如何生成真實感三維人臉模型是計算機圖形學(xué)和計算機視覺領(lǐng)域一個重點研究課題，當(dāng)前三維人臉建模技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋計算機人臉動畫、影視、虛擬現(xiàn)實、人臉識別、游戲等多個方面。
　　 本文提出了一個使用立體視覺技術(shù)進(jìn)行高精度三維人臉重建的方法。問題求解的關(guān)鍵在于如何在人臉圖像大多區(qū)域紋理特征稀少的情況下設(shè)計有效的立體匹配算法。我們使用高分辨率圖像進(jìn)行人臉重建，通過使用圖像金字塔把問題的求解分解成視差圖初值計算和視差圖優(yōu)化兩個基本步驟。對于視

2、差圖的計算，本文根據(jù)人臉圖像特點，采用局部和全局立體匹配方法相結(jié)合的方式，首先使用匹配擴(kuò)散方法對人臉圖像具有明顯特征的區(qū)域進(jìn)行匹配，然后使用全局動態(tài)規(guī)劃方法計算余下紋理稀少但平滑性較好的區(qū)域來生成稠密的視差初值。匹配擴(kuò)散方法基于區(qū)域生長思想，其首先匹配圖像明顯特征作為匹配種子點，然后在種子點鄰域內(nèi)不斷尋找更多的對應(yīng)點來生成準(zhǔn)稠密的視差圖。結(jié)合構(gòu)建的圖像金字塔，本文把匹配擴(kuò)散方法擴(kuò)展到多層上。我們首先選取圖像金字塔多層，然后通過拼合不同層

3、稀疏或準(zhǔn)稠密的匹配信息來生成各層匹配種子點并進(jìn)行匹配擴(kuò)散，最后通過多層匹配擴(kuò)散結(jié)果的相互檢查和融合得到更加準(zhǔn)確和稠密的視差初值。對視差圖的優(yōu)化，本文參考Beeler的優(yōu)化方法[9]，采用由圖像顏色匹配一致項和平滑項確定的迭代優(yōu)化策略。另外，我們利用ICP算法對不同人臉重建區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)，實現(xiàn)了使用單對相機的完整人臉重建。
　　 在本文中，我們還把方法擴(kuò)展到使用低分辨率圖像進(jìn)行重建，首先使用多尺度的匹配擴(kuò)散方法計算深度圖初值，然后在