鉴于真实感三维人脸合成技术研究

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1、分类号：——密级：——单位代码；1Q鲤2学号：!!鲤22Q2西北大学硕士学位论文作者-_猩旦壁指导教师周咽全专业技术职务筮撞学科(专业)盐簋扭廛旦垫盔答辩日期学位授予Et期二oo六年五月摘要人脸是我们最熟悉的器官，但真实感人脸合成却是计算机图形学领域中最困难的问题之一。自从上世纪70年代Parke建立了世界上第一个人脸合成系统以来，具有真实感的人脸合成就一直是一个富有挑战性并且值得深入研究的课题之一。人脸合成和表情动画技术可被广泛应用于各个领域，比如电影制作、游戏娱乐、可视电话以及人机接口等领域。本文在分析和总结了前人工作的基础上，

2、对真实感人脸合成方法进行了深入的研究。主要的研究内容包括以下几个方面：(1)在分析人脸固有生理结构特征的基础上，参照MPEG--4标准中人脸定义参数的特征点区域分布，结合本文需求，定义了本文的人脸特征点分布。(2)研究了利用立体视觉原理恢复出特定人脸的特征点信息，并用这些特征点信息对一般人脸模型进行变形修改，最终得到一个包含特定人脸特征的特定人脸模型。模型变换主要分两步完成，整体变换和局部变换。(3)研究了图像金字塔法处理拼接裂缝，光滑边界的方法。首先从原图像迭代构造出高斯金字塔和拉普拉斯金字塔，构造金字塔是一个图像分辨率降低分解过

3、程；再从金字塔顶层开始迭代重构原图象，通过低通滤波和带通滤波两个过程很好的光滑边界，从而消除接缝，形成无缝的纹理拼接图。(4)采用柱面纹理映射技术实现特定人脸模型的纹理贴图，并对人脸模型进行光照处理，再现具有一定真实感的三维人脸。(5)理论研究的同时，我们采用Visual．Net和OpenGL图形库设计实现了一个真实感人脸合成系统平台。系统应用本论文中提到的算法进行真实感人脸合成，实验结果验证了算法的可行性。关键词：真实感人脸合成模型变换图像金字塔纹理映射ABSTRACTThehumanfaceisthemostfamiliaror

4、gantoUS，butitisadifficultproblemintheareaofcomputergraphicstosynthesizerealistichumanface．SincethepioneeringworkofParkeF．I．in1972，therealisticfacialsynthesisisstillasubjectwithgreatchallengeandworthdeeplyresearchingtoresearchersinthecomputergraphicsfield．Thehunrnanface

5、modelinganditsexpressionanimationcanbewidelyusedinmovie，computergame，visualtelephoneandhuman—computerinterface．Thispaperfocusesonthefieldoffacialsynthesis．Theresearchworkmainlyincludesthefollowingaspects：(1)AccordingtotheFAPinthestandardofMPEG一4，wedefinesomefeaturepoin

6、tsinthehumanfacebasedonthecharacteristicsofhumanface．(2)Thepaperstudiesthemethodofderivingthe3Dcoordinateofthefeaturepointfromthe2Dimages．Withthisfeaturepoints，wegetagivenfacemodelbymodifyingthegenericfacemodel．Themodificationofgenericfacemodelincludestwosteps，oneiswho

7、lemodification，andtheotherispartmodification．(3)Weuseimagepyramidmethodtomergetheboundaryoftheoriginaltextureimage．ItmustbuildaGaussianpyramidandaLaplacianpyramid．Theprocessofbuildingapyramidistoproduceimagesequencewithdifferentscales．(4)Finally，werisethetechniqueofcyl

8、indertexturemappingtogeneratearealistic3Dface．(5)Besidestheoryresearch，wealsobuilta3Dfacesynthesissystem，usingVisual．