探索三维人脸建模及特征提取技术研究

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1、西北大学硕士学位论文三维人脸建模及特征提取技术研究姓名：杨颖申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：耿国华20080619摘要人脸是人类相互表达感情的重要部分。随着虚拟整形、可视电话、影视制作及人脸识别等技术的发展，创建逼真的人脸模型及特征提取成为计算机图形学领域的研究热点。本文在分析了三维人脸建模及特征提取技术的发展基础上，研究面貌形态学等相关理论，以计算机可视化技术为工具，深入研究了三维真实感人脸建模及特征提取技术。研究的主要内容包括：1)二维人脸图像的特征提取。研究了MPEG．4标准，定义了二维人脸特征点

2、，并在传统特征提取的流程中增加了对特征区域定位的过程，采用肤色分析与灰度投影相结合的方法，实现了二维人脸图像部分关键特征点的自动提取。2)三维人脸模型的特征提取。通过第三方软件得到一个通用人脸模型，给出了基于人脸器官分布规则的轮廓区域检测，器官参数模板定义，并结合边界曲线拟合的方法，实现了三维模型关键特征点的提取。3)特定三维人脸模型的建立。利用计算机视觉原理恢复二维图像特征点的三维信息，并根据特征点的位置，采用散乱数据插值方法，使通用人脸模型的特征点与其匹配，从而建立特定的三维人脸模型。4)人脸模型的真实感处理。利用

3、从人脸正侧面照片中提取的纹理信息，进行融合拼接，生成纹理图像，并采用正侧面投影的方法，将纹理映射到三维人脸模型上，生成具有真实感的三维人脸模型。5)系统设计与实现。以VisualC++．NET及OpenGL为工具，实现了三维人脸建模及特征提取系统。系统实现了数据读取、三维显示与交互、特征提取、模型建立、纹理映射等功能。关键词：三维人脸建模特征提取散乱数据插值真实感处理Researchonthe3DfacialmodelingandfeatureextractionABSTRACTHumanfaceisthewindow

4、ofcommunicationintherealworld．Withthedevelopmentofvirtualsurgery,moviemaking，facerecognitionere．，3Dfacialmodelingandfacialfeaturesextractionalebecomingthedevelopingtrendofcomputergraphics．Inthepremiseofanalysisthedevelopmentalstatus，significanceandapplications，t

5、hethesispresentsthebasicmethodsandkeyprocessesof3Dfacialmodelingandfacialfeaturesextractionbasedontherelatedfacialmorphologytheory,byusingthecomputervisualizationtechnology．Itmainlyincludes：1)Facialfeaturesextractionfrom2Dimage．Definefacialfeaturepointsinthe2Dim

6、agebasedonstudyingMPEG-4standard，andaddfeatureregionsdetectiontothetraditionalfeatureextractionprocess．Itlocatessomekeyfeaturepointsbyusingcoloranalysisandgray-scaleregionalintegrationprojectionmethods．2)Facialfeaturesextractionfrom3Dmodel．Locatekeyfeaturepoints

7、of3Dmodelbyadoptingtheprofileregiondetectionmethodbasedonorgandistributionrules，organparameterstemplatedefinition，andboundarycurvesfittingmethod．3)Specific3Dfacialmodeling．Resumethe3Dinformationfromthe2Dfeaturepointsaccordingtocomputervisualprinciples，andthenuse

8、thescattereddatainterpolationmethodtomaketheuniversalmodelmatchingthespecifiedmodel．4)Realistic3Dfacialmodeling．Constructthetexturebyusingthefrontandprofileimage，andd