[發明專利]一種基于單幅圖像的非線性三維人臉建模方法

無效

• 申請號: 200810063612.X
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101303772A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 莊越挺;王宇杰;王玉順;肖俊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

1、一種基于單幅圖像的非線性三維人臉建模方法，其特征在于包括如下步驟：

1)給定一副人臉圖像，標記預定義特征點；

2)基于特征點和參照模型，圖像中的頭部姿態被自動恢復；

3)根據定義的相似度函數，為人臉圖像在三維人臉空間中找到局部鄰域；

4)采用基于鄰域的最優化方法進行三維人臉重建，用徑向基函數網絡從給定圖像推斷三維人臉模型，徑向基函數網絡輸入是二維像素位置，輸出三維空間坐標；

5)通過提取的基于圖像的特征點坐標計算紋理坐標，選擇用徑向基函數網絡從三維坐標映射到紋理坐標的函數，給定一組三維模型上的特征頂點和紋理坐標，中間點的紋理坐標可以通過散亂數據插值得到，生成三維人臉模型的紋理映射。

2、根據權利要求1所述的一種基于單幅圖像的非線性三維人臉建模方法，其特征在于：所述給定一副人臉圖像，標記預定義特征點步驟：

(a)所采用的三維模型中除了表示面部的幾何面片之外，還有頸部和耳朵等其他部位；

(b)三維人臉數據庫中的模型經過預處理后，已經實現了頂點對應，因此在一個模型上定義的特征點可以直接傳播到其他人臉模型上；

(c)三維人臉模型上的特征點集合定義了一個包圍盒，從人臉動畫的需求和圖像的覆蓋范圍考慮，人臉建模和紋理映射時，僅繪制包圍盒內的幾何面片。

3、根據權利要求1所述的一種基于單幅圖像的非線性三維人臉建模方法，其特征在于：所述的基于特征點和參照模型，圖像中的頭部姿態被自動恢復步驟：

(d)在一個三維參照模型的支持下，從單幅人臉圖像中恢復姿態參數，使用的參照模型是數據庫中的平均人臉；

(e)通過矩陣運算求得旋轉R，平移t，和縮放s相似性變換參數得到頭部姿態；

(f)使用最小二乘估計頭部姿態的準確性，最小二乘估計計算公式如下

C(R,t,s)=1nΣi=1n||pi-(sRvi+t)||2---1]]>

{p_i＝(x_i，y_i，0)}是圖像中特征點的集合，{v_i＝(x_i，y_i，z_i)}是三維模型中特征頂點的集合，R、t、s是變換參數(旋轉、平移和縮放)，n是特征點的數目，變換參數可以通過最小化等式1中的代價函數能夠求得。