基于单张图片的人像浮雕建模技术研究

发布时间：2021-03-23 22:09

　　传统浮雕设计需大量用户交互、设计效率低下。相比而言,基于算法的浮雕建模技术在保证一定建模质量前提下,可以减少或避免繁琐的人工交互,从而提高浮雕设计的自动化程度和建模效率。现有浅浮雕建模研究一般面向通用浮雕,尚未出现针对人像浅浮雕设计特点的解决方案。本文以单张人像图像为输入介质,围绕基于2D图像的人像浮雕建模问题,在人脸关键点检测、几何形状重建、面部细节恢复、深度结构保留、浮雕厚度编辑、眼镜分割与重建等方面进行了研究,具体内容包括以下三个方面:（1）开发了人脸图像特征点检测及定位系统,在输入图像上实现人脸关键点自动定位和手工微调功能,并将关键点以二维坐标形式输出,为后续基于关键点约束的人像浮雕建模奠定基础。（2）研究了一种由单张照片生成人脸浮雕的建模方法。给定单张人脸图像,通过基于模板的三维变形方法和Shape from Shading理论来拟合人像浮雕。该方法可以生成人像浅浮雕,也可以构造人像高浮雕。实验结果表明,该方法交互少,建模质量高,基本能满足人像浮雕设计要求,具有较好的工程应用价值。（3）人脸眼镜的图像分割和高度重建。为了解决人脸眼镜的自动建模问题,本文提出了一种基于深度学习的... 

【文章来源】：齐鲁工业大学山东省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见浮雕

第1章绪论2获取复杂且不方便。基于2D图像生成数字浮雕建模技术，只需要输入一张图片，相比3D模型更容易获取且获取成本更低，具有更大的应用潜力。本文研究以2D图像为输入的人像浮雕建模方法，实现人像由二维空间到三维空间的转化，为人像浮雕自动建模提供理论依据和技术支持。人像浮雕如图1.2。图1.2常见的人像浮雕1.2浮雕建模技术研究现状传统浮雕建模以手工雕刻为主，费时费力，设计制作浮雕往往需要很长的时间。在过去的几十年中，使用Art-CAM，JDPaint和Type3等商业软件创建数字浮雕已经成为主流方法。用户可以在软件平台上设计各种类型的浮雕模型，并将其输出到计算机驱动的铣削或3D打印设备中来生成浮雕。但是，该过程仍然非常耗时，为了制作高质量的浮雕，艺术家必须在预处理和后期处理阶段进行大量的用户交互，软件操作者的专业技能和艺术专长很大程度上决定着浮雕设计质量。最近十年，自动浮雕技术逐渐成为学术研究热点，常见方法主要有两类：基于3D模型映射的浮雕建模技术和2D浮雕建模技术。（1）3D模型映射的浮雕建模技术将3D对象作为输入并将模型压缩到背景上来生成浮雕的方法则为基于3D模型映射的建模。这些方法中的大多数将浮雕几何图形表示为2.5D高度场，主要技术难点是恢复由于压缩引起的几何细节，消除轮廓处的高度不连续性，并尽可能保留原始模型的深度层次。最早进行基于模型映射的浮雕建模技术研究的为Cignoni等人[1]，作者将输入的三维模型压缩到背景平面上，并用2.5D高度场表示浮雕。通过透视变换计算的映射深度缓冲区定义高度常随后几年，基于3D模型映射的新颖的建模方法被陆续提出，包括空间域浅浮雕建模、梯度域浅浮雕建模以及混合域浅浮雕建模。

齐鲁工业大学硕士学位论文9第2章人脸图像特征点检测及定位方法研究2.1引言在生成浮雕模型之前，对于输入的单张人脸图像进行人脸关键特征点定位，是数字人像浮雕建模的首要问题。为了保证人脸建模精度，本文选定122个特征点模型，在估计形状系数之前，首先使用Face++[56]检测输入图像上的83个特征点，包括脸部轮廓，鼻子轮廓及尖端部分，眼睛轮廓，眉毛边界，嘴巴边界。图2.1人脸特征点编号由Face++检测输入图像上的83个特征点不包括耳朵轮廓，为了保证建模的准确性，在83个特征点的基础上添加39个特征点，比较直接的方法是用户进行拖放交互，添加39个特征点，如图2.1所示。但是通过用户拖放的方法比较耗


本文编号：3096505