一種透視投影下的非剛體迭代重構(gòu)方法

戴龍利，曹蓉蓉，阮宗才,2

(1.東南大學(xué) 學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心，江蘇 南京 210000；2.東南大學(xué) 兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210000)

一種透視投影下的非剛體迭代重構(gòu)方法

戴龍利1，曹蓉蓉1，阮宗才1,2

(1.東南大學(xué) 學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心，江蘇 南京 210000；2.東南大學(xué) 兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210000)

透視投影下的非剛體三維重構(gòu)中既存在著非剛體形變也存在著透視形變，同時(shí)區(qū)分兩種形變是比較困難的。大多數(shù)非剛體三維重構(gòu)算法通常進(jìn)行了簡(jiǎn)化，只考慮正交投影下的非剛體重構(gòu)。為了解決透視投影下的非剛體重構(gòu)問(wèn)題，將基于形狀基的EM算法和仿射迭代方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，提出了一種適用于透視投影的新算法。該算法利用EM算法可解決數(shù)據(jù)點(diǎn)丟失問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)以及仿射迭代方法結(jié)果較為精確的優(yōu)點(diǎn)，可提高計(jì)算的魯棒性和重構(gòu)效果。為驗(yàn)證算法的有效性，選擇5 000幀面部表情連續(xù)變化的Frank圖像序列進(jìn)行了迭代重構(gòu)仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出算法在透視投影模型下具有較好的魯棒性以及重構(gòu)效果，能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下對(duì)人臉的非剛體三維結(jié)構(gòu)重構(gòu)。

透視投影；非剛體；形狀基；三維運(yùn)動(dòng)重構(gòu)

0 引 言

三維運(yùn)動(dòng)重構(gòu)(Structure from motion)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的基本問(wèn)題，即從二維的圖像序列中獲取剛體或非剛體三維結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)信息。盡管剛體三維運(yùn)動(dòng)重構(gòu)的方法已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，但是真實(shí)世界中的很多場(chǎng)景和對(duì)象都是動(dòng)態(tài)和非剛體的。……