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基于红外结构光的三维人脸建模

唐诗扬 朱江平 张建伟

唐诗扬, 朱江平, 张建伟. 基于红外结构光的三维人脸建模[J]. 红外技术, 2022, 44(1): 28-32.
引用本文: 唐诗扬, 朱江平, 张建伟. 基于红外结构光的三维人脸建模[J]. 红外技术, 2022, 44(1): 28-32.
TANG Shiyang, ZHU Jiangping, ZHANG Jianwei. Infrared Structured Light for 3D Face Reconstruction[J]. Infrared Technology , 2022, 44(1): 28-32.
Citation: TANG Shiyang, ZHU Jiangping, ZHANG Jianwei. Infrared Structured Light for 3D Face Reconstruction[J]. Infrared Technology , 2022, 44(1): 28-32.

基于红外结构光的三维人脸建模

基金项目: 

国家自然科学基金 61901287

四川省重点研发专项 20ZDYF0306

四川省重点研发专项 20ZDYF0112

四川省重大科技专项 2019ZDZX0039

四川省重大科技专项 2018GZDZX0029

详细信息
    作者简介:

    唐诗扬(1997-),男,贵州省贵阳市人,硕士研究生,主要研究领域为计算机视觉

    通讯作者:

    朱江平(1984-),男,四川省成都市人,博士,副教授,硕士生导师,主要研究领域为基于深度学习的光学图像处理方法、计算机视觉3D显微在线检测、光学三维无损检测、光学三维成像装置与仪器开发。E-mail: 1149780222@qq.com

  • 中图分类号: TP391.41

Infrared Structured Light for 3D Face Reconstruction

  • 摘要: 在基于结构光的双目三维人脸重建中,容易丢失细节处数据和建模精度较低,导致三维人脸数据完整度不高,对三维人脸识别较差。本文研究了基于红外条纹的双目三维照相机系统,通过投射红外条纹结构光,根据相移法将生成包裹相位,利用三频法得到绝对相位,生成视差图,得到三维人脸模型。实验表明,基于红外的哑铃规球心测距误差在0.1%以内,人脸精度在0.1mm内。在眼睛,眉毛等弱纹理区数据缺失较少,优于基于可见光的三维建模,并且人脸模型更平滑更能反映人脸的真实三维形状。通过对比投射红外与可见光的性能,为三维人脸重建未来研究分析提供技术和算法上的参考。
  • 图  1  建模流程图

    Figure  1.  Reconstruction flow chart

    图  2  四步相移法

    Figure  2.  Four-step phase shifting profilometry

    图  3  外差法

    Figure  3.  Heterodyne method

    图  4  三维重建

    Figure  4.  3D reconstruction

    图  5  红外设备系统图

    Figure  5.  Infrared device system diagram

    图  6  人脸模型对比

    Figure  6.  Comparison of face models

    图  7  真实人脸重建对比

    Figure  7.  Comparison of real face reconstruction

    表  1  条纹测量结果

    Table  1.   Measurement of binocular Infrared fringe

    A diameter/mm B diameter/mm Center distance /mm A diameter error/mm B diameter error/mm Center distance error/mm Center distance error ratio/%
    50.716 50.800 100.045 0.066 0.024 0.040 0.040
    50.836 50.778 100.030 0.054 0.011 0.025 0.025
    50.767 50.767 100.042 0.016 0.009 0.038 0.038
    下载: 导出CSV

    表  2  人脸模型测量结果

    Table  2.   Measurement of face modeling

    Measuring distance/mm Mean absolute error of the fringe model /mm
    550 0.097
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-17
  • 修回日期:  2021-01-25
  • 刊出日期:  2022-01-20

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