具有真实感的虚拟人脸合成

建立了一个可变形的三维人脸网格模型，通过两种变形方法使网格模型与特定人脸照片相匹配；利用所提供的特定人脸的照片，合成人脸的无缝拼接纹理图，同时对变形后的特定人脸网格模型进行了Bezier磨光；将人脸无缝拼接纹理图映射到Bezier磨光后的特定人脸网格模型上，从而生成具有真实感的三维人脸．     

三维人脸衰老数据库的生成

采用改进的形变模型方法将真实人脸衰老图像重建成三维人脸,进而生成三维人脸衰老数据库,并根据性别和年龄形成三维衰老人脸性别子库和衰老子库.结果表明,此方法可有效地为三维人脸衰老化研究提供三维衰老人脸数据.     

基于三维模型的多姿态人脸识别

利用正面、侧面照片建立起三维虚拟人脸模型，对待识别照片进行角度估计，把人脸三维模型进行投影，将多姿态识别转换成同一角度下两张照片的识别，从而解决了人脸的多姿态识别问题．提出了一种完整的解决人脸多姿态识别的方案，并提出了一种新的计算待识别照片旋转角度的算法．     

基于重采样的三维人脸样本扩充

为了对现有三维人脸数据库的数据规模和数据覆盖范围进行扩充,提出一种基于样本重采样的三维人脸样本扩充算法.该方法首先根据面部器官的分布规律对人脸样本进行区域划分,并获得关于各个器官的样本集;然后通过从各个器官样本集中选择器官并重组的方式来获取新的三维人脸样本,为了保证新器官之间的无缝融合,提出了基于薄板样条函数(thin-plate-spline,TPS)的几何信息缝合方法和基于微分算子的纹理缝合方法.实验结果表明:本文提出的样本扩充方法能对现有三维人脸数据库进行扩充;扩充后的样本集可以提高算法的效果.     

三维人脸扫描图像数据预处理

为构造基于知识学习的形变模型所需的规格化三维人脸库,提出一种纹理映射图数据结构及以点为处理单元的分割三维人脸的方法.该结构将原始数据隐含的信息显性化,为激光扫描仪采集的真实三维人脸中分离的采样点与纹理2部分数据建立双向映射关系,以保证数据操作和处理达到实时与同步.基于此结构的快速映射特点,提出的分割方法以二维纹理点为操作对象能够快速处理大量原始数据.     

基于三维模型子空间监督学习法的二维人脸识别

人脸识别的一个主要难点在于人脸姿态和光照变化对识别性能影响显著.考虑到此问题,本文提出了一种将三维模型和二维照片相结合的新的人脸识别技术,对不同人脸姿态和光照变化有很好的鲁棒性.在训练阶段由特定三维人脸模型生成大量带有不同姿态和光照的虚拟二维照片,采用监督学习法使这些虚拟照片形成子空间,最终组成特定人脸模板.此时不再需要三维数据,只要匹配真实二维照片和模板就可以进行人脸识别.     

基于扩展二维不变矩的三维人脸特征提取

将二维不变矩理论和算法扩展应用于三维人脸特征提取的研究,在对三维人脸模型进行预处理及网格归一化的基础上,建立了具有平移、比例和旋转不变性的三维人脸模型的Zernike矩不变量特征表示,并基于距离可分性设计了一种特征评价测度,对所提特征和深度特征进行了对比评价。多姿态三维人脸数据库的实验结果表明,三维人脸模型的Zernike矩不变量特征具有对不同姿态人脸模型鲁棒、可分性强等优点。     

基于聚类建模的三维人脸识别技术研究

由于信息采集困难、环境条件约束、实现方式和手段不足等原因,三维人脸识别技术还很不成熟.为此提出将聚类技术应用到三维人脸建模过程中来提高建模的效果和效率.首先定义了三维人脸相似性,提出了圆锥曲线相似性定义方法.其次基于三维人脸聚类建模提出了人脸识别系统的新框架,设计了与新系统对应的识别策略.实验证明,基于聚类建模的人脸识别系统在进行人脸识别时所用的时间远远少于采用传统形变模型的方法所用的时间,而且对人脸样本的数量不敏感.     

三维动态人脸图像的高精度填充重构算法设计

现有的图像重构算法未进行立体匹配处理,导致重构的图像与原图像相比在细节方面差距较大,甚至出现失真.为此,进行了三维动态人脸图像的高精度填充重构算法设计.采集二维人脸图像,进行相机标定、图像灰度化、图像滤波等预处理;利用算子提取人脸图像特征点并根据特征点分布进行立体匹配;对立体匹配后的特征点进行划分,得到人脸特征网格组成的三维模型;将二维图像中的纹理映射到三维模型上,实现三维重构.结果表明:所设计的算法减少了重构图像与原图像在细节上的差距,解决了重构图像的失真问题.     

基于MPEG-4的三维人脸动画

具有真实感的三维人脸动画是计算机图形学研究的一个重要分支,有着广泛的应用领域。如何在三维人脸模型上实时地模拟人脸的运动,产生具有真实感的人脸表情和动作,是其中的一个难点。该文在MPEG-4的三维人脸动画原理的基础上提出一种新的基于MPEG-4的、适宜于任意拓扑结构模型的三维人脸动画实现方法。该方法能够在FAP帧的驱动下实现真实感较强的三维人脸动画。     

基于深度三维形变的单张3D人脸重建算法

三维形变模型(3DMM)作为人脸重建的重要方式,在3D建模、图像合成等领域有着广泛的应用.由于受训练数据类型、数量以及主成分等因素影响,3DMM存在过约束的现象,不能提供足够的灵活性来表示高频变形.本文将三维形变模型嵌入到深度神经网络中,为提升3D人脸重建的表示能力提供了新的思路.为了提升网络学习效率,本文构设了一种双通路神经网络,实现了在全局路径和局部路径之间的平衡.通过在学习目标和网络结构两方面改进非线性3DMM,提出了一种比线性或以往的非线性模型更能捕捉到更高层次细节的模型.算法对比与仿真实验表明,本文算法在3D人脸重建上的归一化平均误差更低,所生成的3D人脸模型鲁棒性好、重构准确,实现了较好的3D人脸重建性能.     

Research on 3D Modeling and Visualization of Coal Pillars for Surface Protection

In order to safely exploit coal resource, protection coal pillars must be prepared in coal mines. Some correlative parameters of protection coal pillar are calculated by Drop face and Drop line methods. Models of protecting surface objects and coal pillars are established by TIN modeling and object-oriented technique. By using ACCESS2000as the database and the VC＋＋ and OpenGL as the language, the calculation of protective coal pillars is realized and the 3D-visulizaiton system for protected objects on ground surface and for coal pillars is developed. The system can obtain the data of characteristic points on the surface interactively from the digitized mine topography map, constructing 3D model automatically. It can also obtain the interrelated parameters of the coal seam and drill hole data from existing geolog!cal surveying database to calculate the location, surface area and the total coal columns. The whole process can be computed quickly and accurately. And the 3D visualization system was applied in a mine, showing that the system solve the problem of complex calculation, not only realized the automatic 3D mapping and visualization of coal pillars for buildings protection, but also greatly improves the working efficiency.     

三维人脸纹理改善及其在模型匹配中的应用

为改善三维人脸库的颜色纹理,基于纹理映射技术,提出了一种改善方法．使用统计学中曲线拟合与线性回归的方法,根据扫描仪获取的三维人脸库颜色纹理空间,拟合、逼近真实纹理空间,进而得到改善的颜色纹理空间,建立了三维人脸库颜色纹理空间到改善的纹理空间之间的映射关系．根据该映射关系改善了三维人脸库颜色纹理,缩小了其与真实纹理之间的差异．实验结果证明,用该方法改善后的纹理与真实纹理的差明显小于扫描得到的纹理与真实纹理之间的差;在模型匹配过程中使用改善后的纹理,可提高模型匹配速度,缩短匹配时间．     

基于正投影视图的多姿态人脸识别算法

提出了基于正投影视图的多姿态人脸识别技术,根据特定人的正投影视图建立出特定人的3D模型,将3D模型进行任意角度的投影产生出多姿态人脸图像,基于该正投影视图和生成的多姿态图像进行多姿态人脸识别．实验结果表明该算法识别的正确率远高于基于单前视图的算法．     

同构零件的三维参数化系统的开发

提出了一种同构零件的三维参数化设计方法。这种方法从基于Solidworks开发的零件库中依据编码查找出同构零件,直接从数据库中调用参数生成新零件,能有效地避免重复工作。新零件可以在三维环境中进行模拟装配和机械运动实验,可进一步检验设计合理性,为改进设计提供依据。