基于双目立体视觉的三维人脸重建技术

"本文介绍了一种基于双目立体视觉的三维人脸重建方法，适用于虚拟现实、视频监控、三维动画和人脸识别等领域。该方法无需依赖三维激光扫描仪或通用人脸模型，通过两台摄像机获取的人脸图像进行处理，实现高效且准确的三维重建。" 在计算机图像学和计算机视觉领域，三维人脸重建是一项重要的技术，它涉及到诸多复杂的算法和技术。文章中提出的双目立体视觉方法，是基于两个摄像机的视角差异来计算三维信息的一种方式。首先，通过标定的两台摄像机获取人脸的正面图像对，这个标定过程用于确定相机的内参和外参，以便后续计算三维坐标时使用。 在图像预处理阶段，进行了图像校正以消除图像的畸变并确保极线对齐，这是双目立体视觉中的关键步骤，使得左右图像对的对应特征点能够正确匹配。接着，文章提到了立体匹配的过程，即选择人脸边缘特征点作为种子像素，这些特征点具有准确的视差信息。然后，利用外极线约束、单调性约束和边缘特征点的对应匹配，进行水平扫描线上的区域生长，以此扩展到整个人脸区域，得到视差图。这种方法有效地提高了匹配速度和准确性。 视差图生成后，结合摄像机标定的结果，可以计算出每个像素在空间中的三维坐标，形成人脸的三维点云。最后，通过三角剖分、网格细分和光顺处理等后处理技术，将散乱的三维点云转换为光滑的三维人脸模型，使得模型看起来更加逼真。 实验结果显示，该方法能成功地生成高质量的三维人脸模型，验证了算法的有效性和实用性。这种方法对于三维人脸重建的应用，如虚拟现实中的角色建模、视频监控中的面部识别，以及动画制作等，具有很高的价值。 关键词：三维人脸模型，双目立体视觉，摄像机标定，极线几何，立体匹配，区域生长，三角剖分 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1673-4785（2009）06-0513-08 这篇论文详细阐述了一种创新的三维人脸重建技术，它利用双目立体视觉原理，实现了无需依赖昂贵设备的高效重建，对于推动相关领域的研究和技术应用有着积极的影响。