基于二维图像的三维人脸建模技术研究

论文摘要

近年来,随着计算机图形技术的发展,三维人脸建模枝术发展较快,已经成为计算机图形学领域的一个重要部分。在虚拟现实、影视制作、计算机辅助教学、可视电话、视频会议、医学研究、游戏娱乐等诸多方面,都具有很强的应用价值。虽然该领域已经有了显著的进展,由于人脸表面的复杂性,建立逼真的三维人脸仍然是一项艰难的工作。建立三维人脸模型和表情动画是计算机图形学领域的一个研究热点,本文研究的是基于二维图像的三维人脸建模技术,即:使用两张正交的人脸正侧面照片合成三维人脸,首先在给定人脸的正面和侧面照片中提取出反映人脸形状特征的特征点信息,再利用这些特征点信息对一般人脸模型进行修改获得特定人脸模型,然后使用正侧面照片中的人脸纹理信息对特定人脸模型进行纹理映射,最终得到具有真实感的虚拟三维人脸。在特征提取方面,采用了一种改进的彩色Snake模型对轮廓线进行精确定位;在此基础上又采用克里金空间插值技术调整一般人脸模型,并对克里金插值后的模型进行了基于局部区域的二次插值磨光处理,使模型的几何结构更加自然;为了获取人脸纹理信息,利用拼接加权因子和小波方法拼接人脸图像,得到了人脸全景纹理图;然后对人脸网格模型进行了纹理映射,并利用了Java3D进行模型渲染,从而得到比较真实的三维人脸。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文结构
• 第二章 人脸特征提取
• 2.1 人脸结构
• 2.2 轮廓线提取
• 2.2.1 Snake模型
• 2.2.2 初始模型的确定
• 2.2.3 模型能量确定
• 2.2.4 下颚轮廓线提取
• 2.2.5 实验结果
• 2.3 从正侧面人脸照片恢复特征点空间坐标
• 2.4 小结
• 第三章 人脸模型的调整
• 3.1 一般人脸模型
• 3.2 基于特征点的模型调整
• 3.3 基于克里金方法的人脸网格模型调整
• 3.3.1 克里金插值
• 3.3.2 克里金插值在人脸网格模型调整中的应用
• 3.3.3 模型出现尖角时的局部光滑策略
• 3.4 小结
• 第四章 纹理映射
• 4.1 人脸纹理图获取
• 4.1.1 图像拼接的基本步骤
• 4.1.2 人脸图像预处理
• 4.1.3 拼接加权因子的确定
• 4.1.4 基于小波方法的图像拼接
• 4.2 建立纹理映射关系
• 4.2.1 纹理映射基本概念
• 4.2.2 网格模型和人脸纹理图的映射关系
• 4.3 利用Java3D进行模型渲染
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文的研究成果主要体现在以下几个方面
• 5.2 进一步研究和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果