[發明專利]針對三維人臉測量的面部抖動補償方法

有效

• 申請號: 201711317485.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108596008B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 陳錢;馮世杰;左超;陶天陽;胡巖;張良;尹維;顧國華;張玉珍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種針對三維人臉測量的面部抖動補償方法，其特征在于步驟如下：

首先，采用三步相移法，向被測對象投影三步相移光柵圖像，通過相機拍攝投影的三步相移光柵圖，利用三步相移光柵圖之間的關系，求解抖動引起的相移量初值；

其次，向被測對象投影并拍攝一幅額外的均勻亮度圖，作為參考背景光強；

再次，對初始相移量進行優化，即對相移量設定取值范圍，相移量以固定的步長遍歷各自取值范圍；對于每一組相移量的組合，計算對應的背景光強，并求解參考背景光強與計算得到的背景光強之間的差異度；對于所有相移量的組合，當其對應的背景光強差異最小時，該組合中包含的相移量為理想相移量，該理想相移量能準確反映面部抖動引起的波紋誤差，將其帶入三步相移法的相位求解公式，可得到補償后的人臉相位信息，經過相位與深度轉換，最終可得到準確的三維人臉重建結果；

求解相移量的初值過程如下：構建基于條紋投影的三維人臉測量裝置，即投影儀向被測物體投影三步相移光柵圖像，相機從另一個角度拍攝由測物體反射而來的三步相移光柵圖像，采集的圖像傳輸至計算機進行圖像處理，即求解相移量的初值，其中投射的三步相移光柵光強圖I₁，I₂，I₃為：

其中(x^p，y^p)表示投影儀像素坐標，A^p表示直流分量，B^p表示振幅，f^p表示投影光柵的空間頻率，w^p表示投影儀的橫向分辨率，將生成的三步相移光柵光強圖I₁，I₂，I₃依次投影至被測對象，并利用相機拍攝這些圖像，并將它們傳輸至計算機，拍攝獲得的光柵圖像光強(I′₁，I′₂，I′₃)表示為

I′₁(x，y)＝A(x，y)+B(x，y)cos[φ(x，y)]

I′₂(x，y)＝A(x，y)+B(x，y)cos[φ(x，y)-δ′₂]

I′₃(x，y)＝A(x，y)+B(x，y)cos[φ(x，y)-δ′₂-Δδ′]

其中，(x，y)為相機像素坐標，A為背景光強，B為光強調制度，φ為待求相位；δ′₂與Δδ′為測量過程中由面部抖動引起的未知相移量，方程組中的已知量為I′₁、I′₂與I′₃，為了從該方程組中求解相移量δ′₂與Δδ′，補償抖動引起的誤差，利用以下關系求解δ′₂與Δδ′：

其中i，j，k為中間變量，運算符號|·|表示絕對值運算，運算符號·表示計算整幅圖像的平均光強值，用變量c來統一代表各項|2Bsin(·)|的值，從而得到以下化簡關系

計算變量c：

因此利用以下關系求解δ′₂與Δδ′：

此時得到的相移量δ′₂與Δδ′為初始值，分別記為與

2.根據權利要求1所述的針對三維人臉測量的面部抖動補償方法，其特征在于利用投影儀向被測對象投影一幅亮度均勻的圖案，其生成過程為：

I₄(x^p，y^p)＝A^p(x^p，y^p)

利用相機拍攝此時的場景，并將圖像傳輸至計算機，將這幅相機采集的圖像記為A_ref。