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三维面部数据采集与NURBS曲面重构
  • ISSN号:1001-5078
  • 期刊名称:《激光与红外》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.74[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]南昌大学机电工程学院,江西南昌330031, [2]济宁职业技术学院机电工程系,山东济宁272037
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.59965003);江西省教育厅科学技术研究项目(No.GJJ08037);山东省高等学校科技计划项目(No.J09LD53)资助.
中文摘要:

为获取面部三维点云,并转换为高精度NURBS曲面,建立了面部图像采集与处理系统,并研究其中的点云自动拼接和曲面重构方法。首先,采用双光栅三维扫描仪将正弦光栅投射到人的面部,将被面部调制的变形光栅转换成两片分立点云。然后,通过标定块对测量系统进行标定,利用协方差求取旋转矩阵和平移向量实现点云自动拼接获取完整面部点云,并生成三角面片。最后,通过检测曲率、生成四边形网格、建立UV参数线等处理,进行曲面重构生成高精度NURBS四边域面部曲面,并对重构结果进行误差分析。结果表明:所重构面部曲面符合G1连续,标准偏差为0.009222mm。本文所采用的高精度的面部曲面重构方法可用于复杂曲面的三维检测与重构中。

英文摘要:

In order to obtain 3D point clouds of the face, and convert it to precise NURBS surface, the face image acquisition and processing system is established, and its applied algorithms, such as automatic point clouds registration and surface reconstruction are investigated. First, sinusoidal fringe is projected to the face by double fringe 3D scanner, and fringe image is modulated by the face profile. Two separated point clouds of the face are obtained by the conversion of fringe. Then the system is calibrated by the calibration block. Automatic registration of two point clouds of the face is implemented by calculating the rotation matrix and translation vector with coefficient analysis. Triangle patches of the face are obtained. Finally NURBS face surface reconstruction with high precision is implemented by detecting curvature, generating quadrilateral meshes, building UV parameter lines and surface reconstruction, and recon- struction error is analyzed. It shows that the obtained face surface meets the requirement of G1 continuity, and the standard error of the surface reconstruction is only 0. 009222 mm. The reconstruction method used for the face surface can also be utilized in 3D detecting and surface reconstruction of complex surfaces.

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期刊信息
  • 《激光与红外》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国信息产业部
  • 主办单位:华北光电技术研究所
  • 主编:周寿桓
  • 地址:北京市朝阳区三仙桥路4号11所院内
  • 邮编:100015
  • 邮箱:jgyhw@ncrieo.com.cn
  • 电话:010-84321137 84321138
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5078
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2436/TN
  • 邮发代号:2-312
  • 获奖情况:
  • 无线电子学、电信技术核心期刊,1991年首届全国优秀国防科技期刊二等奖,1991年全国光学期刊二等奖,2007-2008年,获工业和信息化部“电子科技期刊学...,2009-2010年获工业和信息化部“优秀期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11856