中文摘要：

人脸三维测量是三维人脸研究的基础，在医学、动画、公共安全等诸多领域有重要的研究价值和应用前景。目前人脸测量多在实验室中完成，用的是专用的激光扫描仪等结构光方法，对光源要求较高且对人眼有一定的刺激性，限制了其应用范围；而被动式的双目视觉方法在匹配方面存在一定的难度。本项目拟引入渐变光，进行柔和光源环境下的三维人脸测量。在渐变光照场下，人脸大片的颜色相近的区域被赋予明显的灰度变化，极大地有利于视觉匹配、重构测量。项目围绕渐变光系统建模、参数标定以及匹配、实时测量展开深入研究，以建立精确的测量原理模型，设计简单光源下的渐变光照场，利用光照场特征进行准确的双目匹配和动态测量，最终实现在简单柔和光源的照射下，进行高效、实时的三维人脸测量，推动三维人脸测量的普遍应用。

结论摘要：

人脸三维测量在诸多领域有重要的研究意义。目前的人脸测量对光源要求较高且对人眼有一定的刺激性，限制了其应用范围。本项目研究围绕测量的关键问题展开，设计实现了适合人脸的柔和渐变光源场，建立新的测量模型。针对渐变光源场下的人脸图像特征，利用具有高置信度的控制点匹配约束动态规划，引导匹配得到准确的结果；采用归一化互相关系数和类线性插值的代价计算法，提高算法的实时性；针对经典区域增长和动态规划的共同缺点，在接近垂直的方向上同时进行区域增长和动态规划，实现多方向平滑约束，进一步提高精度；针对重构的质量判断，通过可靠度分类和图像分割结果约束置信度传播的方向和范围，优化传播路径，在提高了结果精度的同时，也降低了计算的复杂度。相关研究成果在核心期刊和会议上发表论文20余篇，其中被SCI收录8篇，获得教育部科技进步奖二等奖1项。