[發明專利]一種基于自適應形變模型的任意視角人臉三維重構方法

有效

• 申請號: 201410305762.2
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104036546B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 王雪;林奎成
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

1.一種基于自適應形變模型的任意視角人臉三維重構方法，其包括以下步驟：

1)利用現有技術中的視頻監控系統獲取人臉圖像數據，并篩選出清晰度較高的人臉圖像，作為任意視角人臉三維重構的原始數據；

2)對步驟1)中篩選出的人臉圖像進行特征點定位，采用變視角人臉特征定位方法確定不同角度人臉圖像中的特征點位置；

3)利用特征定位結果粗略估計人臉角度，并將粗略估計的人臉角度作為三維模型匹配過程中的初步投影角度參數；

4)建立人臉三維形變模型，并將人臉特征點通過平移、縮放操作調整到與人臉三維形變模型在同一尺度上，并從人臉三維形變模型中抽取出與人臉特征點對應點的坐標信息，形成稀疏人臉三維形變模型；

5)根據步驟3)中獲得的人臉角度粗略估計值以及步驟4)中獲得的稀疏人臉三維形變模型，進行微粒群算法迭代人臉三維重構，得到人臉三維幾何模型；其重構過程如下：采用微粒群算法對人臉角度及稀疏人臉三維形變模型參數進行優化，并判斷優化結果誤差是否已經收斂穩定或者是否達到預先設定的要求，是則進入步驟6)；反之，返回繼續進行參數優化；

6)得到人臉三維幾何模型后，采用紋理張貼的方法將輸入二維圖像中的人臉紋理信息映射到人臉三維幾何模型，得到完整的人臉三維模型。

2.如權利要求1所述的一種基于自適應形變模型的任意視角人臉三維重構方法，其特征在于：所述步驟2)中，所述變視角人臉特征定位方法確定不同角度人臉圖像中特征點位置方法如下：

①建立變視角主動表觀模型，變視角主動表觀模型由多個普通主動表觀模型構成，每個普通主動表觀模型由形狀模型和紋理模型組成；

②根據變視角主動表觀模型對人臉進行特征點定位：將人臉圖像輸入到不同角度的普通主動表觀模型中，選擇特征匹配誤差最小的輸出，作為人臉特征定位的結果。

3.如權利要求2所述的一種基于自適應形變模型的任意視角人臉三維重構方法，其特征在于：所述步驟①中，所述普通主動表觀模型建立方法如下：

(a)建立形狀模型：首先，采集多個具有代表性的不同人臉圖像組成訓練集圖像；其次，采用手動特征點標定的方法從訓練集中獲得每一張人臉的特征點位置，進而獲取其形狀向量X；并采用現有技術PCA方法提取形狀向量的主要分量，進而得到形狀模型；

(b)采用與步驟(a)相同的方法建立紋理模型；

(c)將形狀模型和紋理模型加權融合后得到普通主動表觀模型。