基于曲线的颅面统计复原
发布时间：2021-07-25 20:19
颅面复原是一项依据人的颅骨恢复其对应面部相貌的研究,在公安法医学、考古学、医学整形等诸多领域有着普遍应用。为了达到降低模型中样本数据维度,同时提高复原精度的目的,本文分别在三维颅面模型上提取以鼻尖点为起点的均匀分布于人脸的两类曲线,并以颅骨和人脸面皮上提取的两类曲线作为训练样本数据,分别建立颅骨和两类曲线的统计模型,利用统计模型获得的先验知识加上待复原颅骨数据,来估算面皮数据。本文主要的创新与研究工作如下:1.基于主成分分析（PCA）的颅骨面貌复原在基于PCA的颅面统计复原模型基础上,以颅骨和面貌作为训练样本,建立颅骨数据和面皮数据的统计模型,输入已知的人脸数据,得到复原出的颅骨数据;输入已知的颅骨数据,得到复原出的人脸数据。并分别将复原结果与原始颅骨、原始人脸做了对比,利用欧氏距离分别计算复原结果与原始颅骨、原始人脸的误差,以此来衡量复原结果与原始模型的相似度。2.基于径向曲线的颅面统计复原将颅骨和对应的人脸面皮上提取的径向曲线作为训练样本数据,建立颅骨和径向曲线的统计模型,利用统计模型获得的先验知识加上待复原颅骨数据,复原出未知颅骨对应人脸的径向曲线,最后根据人脸统计模型估计出待复...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统颅骨面貌复原方法的结果[6]
拇笮【褪悄径さ某ざ萚10][11]。步骤4在人脸模板上一一标定与颅骨对应的特征点，构建人脸模板的方式比较多样，既可以通过统计模型来建立，也可以通过其他建模方式或者软件来完成构建[13]。步骤5将参考人脸罩到待复原颅骨上是通过变形作用完成的，变形后需要保证人脸模板上的特征点位置与待复原颅骨上的人脸特征点位置一一对应。当前运用较多的变形方法包括基于径向基函数（RBF）的方法[11]、基于B样条的方法[12]和移动最小二乘法[13]等，而其中最常见的径向基函数为薄板样条函数（TPS）。基于稀疏软组织厚度的颅面复原实例如图1.2所示。图1.2基于稀疏软组织厚度的颅面复原实例[11]基于稀疏软组织厚度的颅面复原方法是根据颅骨或人脸上少量特征点的软组织厚
青岛大学硕士学位论文6图1.378个颅骨特征点以及软组织厚度示意图[19]图1.4采用RBF和CSRBF进行的颅骨模型配准[21]通常将模板变形法中的变形作用于整个人脸模型，这样得到的复原面貌接近于待复原颅骨的真实面貌，然而在五官等细节的复原问题上，复原结果却与真实面貌相差较大，这是因为未考虑颅骨与面貌之间的联系。为了解决这一问题，文献[20]利用模板变形法并依据给定颅骨对面貌进行第一步复原，得到初次复原结果，然后在五官库中选择与与颅骨形态相适的五官模型，最后将初次复原结果与选择的五官模型进行配准融合，完成面貌复原。利用模板变形法并结合五官替换技术的面貌复原结果如图1.5所示。图1.5基于模板变形和五官替换的复原结果[20]上述提到的对照匹配法和模板变形法均属于基于稠密软组织厚度的颅面复原方法。由于这种方法是以参考颅骨稠密顶点或全部顶点的软组织厚度分布规律为前提进
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主成分分析的杂交稻芽种物理特性评价研究[J]. 陈林涛,马旭,曹秀龙,温志成,季传栋,李宏伟. 农业工程学报. 2019(16)
[2]基于主成分分析的前胡类药材HPLC特征图谱研究[J]. 李运,邱国玉,李晓春,程显隆,魏锋,马双成. 药物分析杂志. 2019(07)
[3]基于主成分分析的蓝莓果实质地品质评价[J]. 刘丙花,王开芳,王小芳,梁静,白瑞亮,谢小锋,孙蕾. 核农学报. 2019(05)
[4]一种变网格差分的快速行进法[J]. 何幼娟,乔玉雷,侯丽娟,竺俊,高刚,王鹏. 物探与化探. 2019(01)
[5]基于分区多步快速行进法下3D起伏层状介质中多震相射线追踪[J]. 张云,严星,白超英. 地球物理学进展. 2018(03)
[6]网格模型上的离散测地线[J]. 赵俊莉,辛士庆,刘永进,王醒策,武仲科,周明全,贺英. 中国科学:信息科学. 2015(03)
[7]面部软组织厚度测量及其在面貌复原中的应用[J]. 税午阳,周明全,纪元,殷荣超. 人类学学报. 2013(03)
[8]数据配准的颅骨面貌复原方法[J]. 税午阳,周明全,武仲科,邓擎琼. 计算机辅助设计与图形学学报. 2011(04)
[9]计算机辅助颅面复原技术研究[J]. 李一波,王扬扬,姬晓飞,肖红. 中国图象图形学报. 2006(10)
[10]颅面部软组织厚度的影像学测量方法及应用[J]. 吴晓明. 实用放射学杂志. 2002(04)
博士论文
[1]颅面统计复原关键技术研究[D]. 贺毅岳.西北大学 2012
硕士论文
[1]基于特征点的颅面相似性度量算法研究[D]. 胡晓静.西北大学 2018
[2]基于分区的颅面统计重建算法研究与实现[D]. 张彦飞.西北大学 2010
[3]基于颅骨的人脸建模技术研究及在法医面貌复原中的应用[D]. 李康.西北大学 2006
本文编号：3302708
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统颅骨面貌复原方法的结果[6]
拇笮【褪悄径さ某ざ萚10][11]。步骤4在人脸模板上一一标定与颅骨对应的特征点，构建人脸模板的方式比较多样，既可以通过统计模型来建立，也可以通过其他建模方式或者软件来完成构建[13]。步骤5将参考人脸罩到待复原颅骨上是通过变形作用完成的，变形后需要保证人脸模板上的特征点位置与待复原颅骨上的人脸特征点位置一一对应。当前运用较多的变形方法包括基于径向基函数（RBF）的方法[11]、基于B样条的方法[12]和移动最小二乘法[13]等，而其中最常见的径向基函数为薄板样条函数（TPS）。基于稀疏软组织厚度的颅面复原实例如图1.2所示。图1.2基于稀疏软组织厚度的颅面复原实例[11]基于稀疏软组织厚度的颅面复原方法是根据颅骨或人脸上少量特征点的软组织厚
青岛大学硕士学位论文6图1.378个颅骨特征点以及软组织厚度示意图[19]图1.4采用RBF和CSRBF进行的颅骨模型配准[21]通常将模板变形法中的变形作用于整个人脸模型，这样得到的复原面貌接近于待复原颅骨的真实面貌，然而在五官等细节的复原问题上，复原结果却与真实面貌相差较大，这是因为未考虑颅骨与面貌之间的联系。为了解决这一问题，文献[20]利用模板变形法并依据给定颅骨对面貌进行第一步复原，得到初次复原结果，然后在五官库中选择与与颅骨形态相适的五官模型，最后将初次复原结果与选择的五官模型进行配准融合，完成面貌复原。利用模板变形法并结合五官替换技术的面貌复原结果如图1.5所示。图1.5基于模板变形和五官替换的复原结果[20]上述提到的对照匹配法和模板变形法均属于基于稠密软组织厚度的颅面复原方法。由于这种方法是以参考颅骨稠密顶点或全部顶点的软组织厚度分布规律为前提进
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主成分分析的杂交稻芽种物理特性评价研究[J]. 陈林涛,马旭,曹秀龙,温志成,季传栋,李宏伟. 农业工程学报. 2019(16)
[2]基于主成分分析的前胡类药材HPLC特征图谱研究[J]. 李运,邱国玉,李晓春,程显隆,魏锋,马双成. 药物分析杂志. 2019(07)
[3]基于主成分分析的蓝莓果实质地品质评价[J]. 刘丙花,王开芳,王小芳,梁静,白瑞亮,谢小锋,孙蕾. 核农学报. 2019(05)
[4]一种变网格差分的快速行进法[J]. 何幼娟,乔玉雷,侯丽娟,竺俊,高刚,王鹏. 物探与化探. 2019(01)
[5]基于分区多步快速行进法下3D起伏层状介质中多震相射线追踪[J]. 张云,严星,白超英. 地球物理学进展. 2018(03)
[6]网格模型上的离散测地线[J]. 赵俊莉,辛士庆,刘永进,王醒策,武仲科,周明全,贺英. 中国科学:信息科学. 2015(03)
[7]面部软组织厚度测量及其在面貌复原中的应用[J]. 税午阳,周明全,纪元,殷荣超. 人类学学报. 2013(03)
[8]数据配准的颅骨面貌复原方法[J]. 税午阳,周明全,武仲科,邓擎琼. 计算机辅助设计与图形学学报. 2011(04)
[9]计算机辅助颅面复原技术研究[J]. 李一波,王扬扬,姬晓飞,肖红. 中国图象图形学报. 2006(10)
[10]颅面部软组织厚度的影像学测量方法及应用[J]. 吴晓明. 实用放射学杂志. 2002(04)
博士论文
[1]颅面统计复原关键技术研究[D]. 贺毅岳.西北大学 2012
硕士论文
[1]基于特征点的颅面相似性度量算法研究[D]. 胡晓静.西北大学 2018
[2]基于分区的颅面统计重建算法研究与实现[D]. 张彦飞.西北大学 2010
[3]基于颅骨的人脸建模技术研究及在法医面貌复原中的应用[D]. 李康.西北大学 2006
本文编号：3302708
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