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1、第28卷第10期计算机学报Vol.28No.102005年10月CHINESEJOURNALOFCOMPUTERSOct.2005基于形变模型的三维人脸重建方法及其改进胡永利尹宝才谷春亮程世铨(北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室北京100022)摘要形变模型(morphablemodel)是近几年出现的三维人脸建模新方法.该方法使用原型人脸的组合表示新的人脸,对于特定人脸图像,通过模型匹配实现了三维人脸的自动重建.虽然形变模型具有自动化、真实感好等优点,但现有形变模型的建立依赖于不稳定的人脸图像对应光流算法,模型匹配只考虑了一般光照环境下的人脸重建问题,且建模计算量大.针对以上问
2、题,文章对形变模型进行了改进:提出了网格重采样的方法,实现了模型人脸数据的精确对应;建立了多分辨率的三维人脸模型;在模型匹配过程中采用了多光源光照模型,使模型可适用于复杂光照环境下的人脸重建.实验结果表明,上述改进可以有效提高模型匹配的效率和准确性以及模型对光照的适应性.关键词形变模型;三维人脸重建;网格重采样;光照模型;光流算法中图法分类号TP3913DFaceReconstructionBasedontheImprovedMorphableModelHUYong2LiYINBao2CaiGUChun2LiangCHENGShi2Quan(MultimediaandIntellig
3、entSoftwareTechnologyLaboratory,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022)AbstractInthepastyears,anovelfacemodelingmethod,themorphablemodelisproposedtoreconstructrealistic3Dfacefromimages.Themodelusesthecombinationofprototypic3Dfacestorepresentnewfaces.Matchingthemodeltothegivenfacialimage,th
4、e3Dfaceoftheimagewillbereconstructedautomatically.Althoughthemodelhasgoodresultinfacemodeling,therearesomedisadvantages.Theconstructionofthemodeldependsontheunstablealgorithm,theopticalflowalgorithm,whichdoesthepixel2wisecorrespondencesamongtheprototypes.Themodelisnotfitforthecomplexilluminatio
5、nsandrequirestoomuchcomputationinthemodelmatching.Thispaperproposesameshresamplingmethodtodothecorrespondencesandcon2structamulti2resolutionmodeltoreducethecomputation.Amulti2lightlightingmodelisdevisedtoovercomethemodelmatchingproblemsincomplexillumination.Theexperimentalresultsshowabovemethod
6、shaveimpressiveeffectivenessontheimprovementsofthemodelmatchingaccuracy,efficiency,andilluminationadaptability.Keywordsmorphablemodel;3Dfacereconstruction;meshresampling;lightingmodel;opticalflowalgorithm物裁定、表情动画、情感分析等方面起到了巨大的作1引言用.从70年代开始,人脸检测、识别、真实感人脸建模和人脸动画就成为计算机视觉和图形学领域的研人脸作为人类视觉上最复杂的对象之一,在
7、生究热点,但由于人脸对象的多样性、复杂性、非刚性收稿日期:2003212211;修改稿收到日期:2005208210.本课题得到国家自然基金(60375007)与北京市自然科学基金(D070601201)资助.胡永利,男,1973年生,博士研究生,主要研究方向为计算机视觉、计算机图形学、多媒体技术.E2mail:huyongli@emails.bjut.edu.cn.尹宝才,男,1965年生,博士,教授,博士生导师,主要研究领域为计算机视觉、模式识别、计算
