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.     

一种快速真实感人脸绘制的方法

为了生成具有微观结构的真实感人脸模型,提出了一种基于几何纹理映射的方法．该方法将法向图映射到人脸几何模型上,由于法向图中的每个像素值都代表着法向量,使得人脸几何模型表面产生了像素级别的法向量;用光矢量对这些法向量扰动并与作为颜色纹理的人脸纹理图相融合,得到了具有皮肤纹理和细小凹凸特征的人脸模型．     

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．     

基于正交图像生成人脸模型的合成分析方法

针对采用现有基于图像的人脸建模方法生成的三维人脸模型存在的人工性缺陷问题,提出了一种基于合成分析方法的个性化三维人脸建模方法.利用合成方法由两幅正交人脸图像生成一个初始三维人脸模型,比较基于颜色直方图方法合成的人脸图像纹理与输入图像纹理的差异,根据纹理差异来指导对人脸网格的局部自适应细分,不断调整合成的三维人脸模型,从而更好地保持了人脸的精细细节特征.实验结果表明,使用该细分反馈算法,可以减少模型的人工性缺陷,在整体上提高了合成人脸模型纹理的真实感.     

人脸动画中逼真纹理映射的方法

生成真实感人脸纹理细节是人脸动画中的重要组成部分.根据人脸纹理映射部位定位准确和形象逼真的要求,提出了采用MPEG-4标准确定人脸模型特征点的位置,在照片纹理上标注特征点,分区域自动计算三维人脸纹理坐标,实现人脸纹理映射的方法.实验结果表明,使用该方法,人脸纹理映射部位定位准确、效果良好.     

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.     

三维人脸库数据还原处理

利用北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室创建的中国人彩色三维人脸数据库中所提供的三维人脸数据，还原到规格化前的三维人脸数据，并建立了几何图与纹理图的双向映射关系．这一研究对于后续研究时的三维人脸数据操作具有重要意义．     

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.     

具有照片真实感的三维特定人脸的生成

目前人脸建模的方法都不是很令人满意：成本高昂，算法复杂。针对这一困难提出了一种简单有效的由正、侧面照片重建特定人脸三维模型的新方法。先用多分辨率技术构造纹理无缝拼接图，然后把三维网格模型投影到圆柱面上并展开，根据二维图像变形技术中特征指定算法的数学思想，将匹配公式进行一定的改进后应用于模型网格点的适配，在作了一定假设后推导逆向圆柱映射的计算公式，将适配后的柱面网格映射回去，最后进行纹理映射生成真实感的特定人脸三维模型。实验证明，该方法可实现不同人脸的真实再现，而且无需昂贵的设备，算法简单，可以廉价的生成具有照片真实感的三维特定人脸。     

基于单目RGB摄像机的三维人脸表情跟踪算法

利用单目摄像机对人脸表情进行三维跟踪有两个关键问题,一是从单幅图像中重建人脸的三维模型,二是建立不同三维模型之间稠密的对应关系。针对上述问题,提出一种有效的三维人脸表情跟踪算法。对输入的各帧人脸图像进行自动特征点检测,并根据2D特征点,利用Multilinear Model重建不同表情的三维模型。通过将三维模型重投影至图像空间,计算各帧图像间的Optic Flow与Sift Flow对应。根据图像间的对应关系,利用Laplacian网格变形对三维模型进行修正,建立不同表情之间三维的稠密对应。试验表明,该方法可以重建出较为真实的三维人脸表情模型,同时可以精确跟踪连续变化的三维表情序列。     

一种适用于规则形体的三维重建方法

给出了一种适用于规则形体的三维重建方法,从待建模对象的若干不同角度的照片出发,先通过特征提取和交叉匹配获得足够多的特征点,并以协方差作为相似性度量依据,采取分布匹配策略剔除错误匹配对,然后通过空间点重建和表面重建法重建出目标对象的三维模型,并从采集的图像中提取真实纹理,对图像进行二维三角化,三角化的二维点列再映射到三维空间,为三维模型添加纹理,得到具有真实感的外观模型.实际应用验证了所提方法的正确性和有效性.     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

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.     

基于三角网格的三维地形局部贴图方法的研究

纹理映射技术是一种提高图形真实感的有效手段.目前常用的一些三维开发软件，如Vrml、Java3D，一整片曲面只能一次加一种纹理，不能满足以不同的纹理贴图来表现不同地貌的需求.为此给出一种基于三角网模型的三维地形的局部贴图方法，在整个三角曲面片中，通过用户划定范围并且对划定后的范围进行局部贴图，从而可在一个曲面片上表现不同的地貌特征.该方法优于通过多张地形曲面表现多地形不同地貌的方法.     

一种基于OBJ三维模型纹理贴图的信息隐藏算法

为改进三维模型信息隐藏的鲁棒性,提出了一种基于OBJ（3D模型文件格式）三维模型纹理贴图的信息隐藏算法.选取三维模型贴图进行多元数小波变换;运用奇异值分解理论进行静态系数提取;利用三维Arnold置乱和纹理映射算法对隐秘信息和静态系数进行融合与正交投影.实验结果表明,算法能显著提高线框渲染、顶点绘制、面片挤出和剪切等攻击的鲁棒性.