[发明专利]基于正侧面影像的三维人脸建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形图像处理技术领域，具体指一种基于正侧面影像的三维人脸建模的方法。

背景技术

随着计算机图形学的不断发展，三维制作技术也得到迅速的发展并且被广泛地应用到社会生产、生活的各个领域。如今计算机网络高速发展并走进我们的日常生活，更是为三维技术发展和应用提供无限的生存空间。随着网络应用的日益广泛普及，从面对面地交谈、打电话，到网络聊天、互发电子邮件，人们越来越趋向于在虚拟的网络世界中进行交流。人脸是人类相互交流的重要渠道，是人类喜、怒、哀、乐等复杂表情和语言的载体。随着计算机图形学在建模、渲染和实时动画等方面的发展，人脸建模和动画在电影虚拟角色、远程会议、犯罪学、医学、信息帮助、人机交互、娱乐、虚拟现实、人脸识别和表情理解等方面取得了广泛的应用。计算机在处理图形图像方面的优异性能表现，得到了很多富有想象力和创造力的人们的重视，从而促进了更加真实的虚拟环境的绘制。为了反映用户在虚拟世界中的活动，提高用户在其中的沉浸感，就要求虚拟人——完全由计算机表示的看起来像真人的图形实体——越逼真越好，而其首要问题就是人脸造型和表情动画的创建。据此，目前有很多种三维建模技术，但大多数都是基于交互式的方法，需由专业人员进行关键点的选取，因此，工作效率较低，同时，基于交互式的三维建模技术大多需选取上百个关键点，从而达到视觉上满意的结果，所以，该方法还存在计算开销大的问题。

发明内容

本发明为解决上述基于交互式的方法存在的缺失，而提出的采用全自动方式的三维人脸建模方法。一种基于正侧面影像的三维人脸建模方法，其包括基于正交影像(Orthogonal Images)和三维一般人脸模型(Generic Face Model)的三维特定人脸建模。在初始人脸模型较粗糙、面片较少的基础上，利用三角剖分技术，实现对特定人脸模型的细腻化和磨光，并且提高效率和计算开销的折衷。最后，合成了比较逼真的三维特定人脸模型。其包括：本发明使用的Candide-3模型是由113个顶点和184个三角面片组成构建一般人脸网格模型，并建借助两张二维影像的输入，通过人眼定位算法和侧面鼻尖定位算法确定特定人脸的二维位置信息和深度信息，从而对一般人脸模型进行修正，变换成特定人脸模型；通过基于形状分析对人脸面片进行插值计算，从而达到使人脸看上去更加细腻和精确。

附图说明

图1为本发明的Candide3人脸模型XY结构示意图；

图2为本发明的Candide3人脸模型YZ结构示意图；

图3基于形状分析的三角面剖分示意图；

图4柱面投影原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述

1建立Candide参数化的一般人脸网格

本发明是采用Ahlberg在2001年发布在最新的版本Candide-3人脸模型。该版本人脸模型达到了与MPEG-4标准的统一，模型包括113个关键点和168个三角面片，控制参数由静态参数(FacialDefinition Parameters，FDP)和动态参数(Facial AnimationParameters，FAP)组成。本发明使用Candide-3模型是由113个顶点和184个三角面片组成的。

2一般人脸模型到特定人脸模型的转换

2.1影像预处理

实际中，获得的两幅影像(照片)不可能大小一样，所以在标定特征点前，首先要对正侧面影像(照片)进行规范化处理，使两幅影像(照片)的头部大小相等。

2.2特定人脸特征点生成

1)人脸左右边界的确定

设所处理的图像为I(x，y)，其大小为M×N，则该图像的垂直灰度投影函数为：

PV(x)=Σy=1NI(x,y)]]>