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人脸器官真实感处理及其在颅面复原中的应用

作　者: 薛蓉
导　师: 耿国华
学　校: 西北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 人脸真实感 网格分割 纹理映射 网格变形
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


计算机辅助颅骨面貌复原技术是根据身源未知的颅骨遗存复原对应三维人脸网格模型的技术。由于复原后的人脸模型缺少对应纹理数据,严重影响了复原结果的真实感。本文针对由计算机辅助颅骨面貌复原得到的三维人脸网格模型,提出采用三维网格分割、纹理映射以及网格变形等算法实现三维人脸局部器官的真实感处理,提高了颅面复原人脸网格模型的真实感,研究具有重要的理论意义和应用价值。主要研究内容包括：(1)提出对三维人脸模型的局部器官进行分区真实感处理的方法。首先将人脸局部器官从三维人脸模型中分割出来,再利用与局部器官模型最相似的照片进行纹理映射,从而实现人脸局部器官的真实感处理。(2)针对三维人脸局部器官的分割,提出一种改进的基于随机游走的网格分割算法。为精确地确定局部器官的区域以及方便用户交互,提出一种基于封闭曲线的模型表面任意分割算法,实现了三维人脸局部器官的准确分割。(3)提出一种基于形态的人脸局部器官纹理映射方法。针对颅骨面貌复原人脸网格模型无法获取纹理的问题,提出对人脸局部器官中的眼睛、鼻子和嘴巴按照其形态进行分类。根据复原后人脸模型局部器官所属的分类选择最相似的纹理照片,利用柱面纹理映射算法将局部器官的纹理图像映射到其三维模型上,提高复原后人脸模型的真实感。(4)针对颅面复原人脸模型中的眼睛闭合问题,给出了基于微分域的眼睛网格变形方法,实现将闭合眼睛的上眼皮“抬起”的操作；针对变形后上下眼皮之间形成的空洞,利用空间点的三角剖分形成连续的三角折面,连接上下眼皮,实现将闭合眼睛睁开的效果。(5)结合三维人脸局部器官真实感处理的实际需求,以Visual C++6.0和OpenGL为工具,设计完成了三维人脸局部器官真实感处理原型系统,实现了本文所涉及的三维人脸局部器官真实感处理的相关算法,并通过实例验证。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 研究背景与意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 真实感三维人脸建模  10-13
    1.2.2 人脸器官真实感处理关键技术  13-14
  1.3 本文研究内容  14-15
  1.4 本文章节安排  15-16
  1.5 本章小结  16-18
第二章 三维人脸模型的局部器官分割  18-30
  2.1 三维网格模型分割概述  18-20
  2.2 基于随机游走的网格分割算法  20-23
    2.2.1 算法基本思想  21-23
    2.2.2 概率计算  23
  2.3 改进的基于随机游走的网格分割算法  23-26
  2.4 基于封闭曲线的模型表面任意分割算法  26-28
  2.5 本章小结  28-30
第三章 局部器官纹理选取和映射算法  30-44
  3.1 局部器官的分类  30-32
  3.2 纹理定义及其分类  32-33
  3.3 纹理映射基本原理  33-34
  3.4 纹理映射基本算法  34-37
    3.4.1 颜色纹理映射  34-36
    3.4.2 几何纹理映射  36
    3.4.3 过程纹理映射  36-37
  3.5 两步纹理映射算法  37-42
    3.5.1 球面纹理映射  38-40
    3.5.2 柱面纹理映射  40-42
  3.6 OpenGL中基本纹理映射技术  42-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章 基于微分域的眼睛网格变形  44-58
  4.1 网格变形概述  44-46
  4.2 微分域网格变形中的基本定义  46-47
  4.3 基于微分域网格变形方法  47-52
    4.3.1 基于微分域网格变形方法的框架  47-48
    4.3.2 三维网格模型的微分表示  48
    4.3.3 微分属性的操作  48-50
    4.3.4 坐标重建  50-52
  4.4 空间点的三角剖分  52-56
    4.4.1 Delaunay三角网  53-54
    4.4.2 三角网生长法  54-56
  4.5 木章小结  56-58
第五章 人脸局部器官真实感处理系统的设计与实现  58-64
  5.1 系统功能及总体框架  58-60
    5.1.1 系统主要功能  58-59
    5.1.2 系统总体框架  59-60
  5.2 系统实现  60-62
    5.2.1 实验平台的搭建  60-61
    5.2.2 系统界面  61-62
  5.3 本章小结  62-64
第六章 总结与展望  64-66
  6.1 本文工作总结  64-65
  6.2 未来工作展望  65-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间取得的科研成果  70-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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