文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
单张照片的三维人脸重建方法研究
姓名:廉莲
申请学位级别:硕士
专业:计算数学
指导教师:李建良
20070701
摘要叮甆和实现了从脸部数据库数据提取到三维人三维人脸模型的应用广泛存在于安全认证、影视动漫、医学科学等领域。近年来,以详尽的脸部信息进行三维人脸重建取得了许多成果。然而详尽的脸部信息获取不仅成本昂贵,更有诸如监控视频的特定任务的检索等应用却因对象原因无法采集更多的脸部信息。鉴此,本文将进行基于单张正面照片信息进行脸部三维重建方法的讨论。首先从大量的正侧面脸部照片采集着手构建了正、侧面脸部信息的人脸库,依据人体测量学、人体解剖学等脸部关键特征的原则定义了脸部测量点及测量项目。对提取的正侧面脸部数据进行神经网络训练,通过训练的权值锝到个体的正面数据点的脸部深度数据,拟合及仿真的实验结果表明了方法的可行性。其次针对神经网络训练过程中收敛速度慢的不足,探讨了寻找最优形状因子、最优学习率以及两者最优组合的加速算法,结合基于蛄客馔频募速方法得到一种新的加速算法,数值试验表明能使速度和精度显著提高。第三,基于建立的人脸数据库中测量点定义模型的正侧面特征点,采用径向基函数插值的方法对模型进行调整,生成特定人脸模型。对于粗糙的原始网格给出了一种改进的细分方法,使细分后的模型更符合原有形状,并纹理映射生成具有真实感的人脸模型。脸重建系统。关键词:三维人脸建模,单张图片,神经网络,加速算法,人脸数据库,模型细最后用分
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岬年日研究生签名:一盔、垫。明年目学位论文使用授权声明声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我~同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:
髀选题背景及研究意义人脸是人体最具表达力的部分,具有个性化和多样化的特点。生活中我们通过人脸来辨别身份,通过人脸来表达喜怒哀乐,人脸在我们平时的生活中起着举足轻重的作用。由于人脸并不是千人一面,故个体的面部特征客观存在着差异,且这种差异有时会相当明显,即使看起来非常相似的双胞胎,在某些部位也存在着不同之处。从古至今,对于人脸的描述和刻画一直得到人们的广泛关注。人脸具有复杂的几何形状和表面材质,现有的一些问题用椒ń饩霾涣耍蛘咚挡荒芎芎地解决。如在人脸识别方面,表情变化问题始终是一个阻碍提高识别率的关键因素,如果能在三维模型上人工合成表情动作,充分利用三维信息进行识别,在理论上会提高识别率和识别的鲁棒性。另一方面,特别是随着计算机图形技术的长足发展,使得三维人脸模型和表情动画设计具有广泛的应用前景,成为许多国内外学者研究的热点。人脸建模的一些典型应用如下:笆庸愀婕扑慊傻娜槟馊宋镌谟笆印⒐愀嬷械挠τ迷嚼丛狡遍。人物面部动画是影视处理中最繁琐的工作,能否得到真实感的绘制效果是影响影视制作的一个关键因素。蜗范秤蜗分械亩【昂托槟馊宋锖苣咽褂蜗氛叽锏缴砹倨境的感觉。随着图形硬件设备的快速发展,在游戏动漫中使用三维场景和虚拟人踩现び捎谌肆呈侗鸺际踔钊缫涡浴⒎墙哟シ绞降扔诺悖ù的人脸识别方法涉及处理人脸识别中的姿态、光照、表情等问题。基于三维人脸模型人脸识别方法可望为解决这些难点问题提供了可行性途径。J悠祷嵋楹涂墒拥缁八孀磐缂际醯姆⒄购屯绱淼奶岣撸悠祷议和可视电话中基于模型的人脸编码系统传输人脸图像和接收人脸图像是实现实时、低比特率可视应用的可行方案。窖Ш驼萑肆辰?梢越型仿质酢⑷肆匙橹饪剖质跻约罢外科手术的模拟仿真提供了方便,对制订详细准确的手术方案,提高手术的准确性,减少风险。物己成为一个趋势。硕士论文单张照片的三维人脸重建方法研究
等为快速地促进相关成国内外研究现状当前国际上~些著名的研究单位缥⑷硌芯吭骸⒒J⒍俅笱А⑷鹗苛0罴术研究院、多伦多大学、芯吭旱都设立有专门进行人脸三维建模研究龋ㄍ墓势诳鏟舢果交流提供了有效平台,每年都有相当数量的关于三维人脸建模及其应用的成果涌现。国内在这方面的研究起步较晚,但发展较为迅速。浙江大学、清华大学、中国科学技术大学、中国科学院计算技术研究所和自动化研究所等在三维人脸的数据获取和建模方面取得了一些成果。浙江大学抑氐闶笛槭以谇咔利用三角样条曲面进行了面部建模和动画研究褐泄蒲г杭扑慵际跹芯克进行的表情分析与识别研究取得了一些进展,;中国