基于优化三维变形模型参数的人脸重建方法

针对基于三维(3D)变形模型的人脸图像重建方法对人脸特征点检测不准确导致的重构模型形状表达能力不稳健问题,提出了一种优化3D变形模型参数的重建方法。首先,通过改进的位置映射图网络准确提取和定位人脸特征点,并以此为基础得到初始模型参数。然后,为了提高模型的精准度和泛化能力,融合基于回归方法得到的参数获取优化的模型参数。最后,对3D变形模型进行优化,得到最终的人脸模型。用真实人脸作为实验数据的结果表明,本方法能实现精确的3D人脸重建。

准共形映射的三维模型变形算法

为了解决在三维曲面之间直接变形艰难、局部区域失真较大、对细节丰富或骨架不明显的模型变形效果差的问题,提出一种基于准共形映射的三维模型变形算法。首先,采用准共形映射将三维模型参数化到二维平面圆盘;其次,基于准共形迭代算法计算2个二维平面圆盘之间的映射,构建变形后的二维模型;最后,采用模型恢复算法从变形后的二维模型还原出三维模型,从而得到具有不同外观的三维模型。实验选取了2个公开数据集中的三维模型进行变形操作,并与基于拉普拉斯的微分坐标变形算法进行了对比。结果表明,该方法可以便捷地对模型进行平移、旋转和拉伸等操作,很好地保持了模型的局部特征,运行时间短,变形效果好,鲁棒性强。此方法能够适用于具有任意边界的模型,对模型的选取要求低,适用于各类三维模型的变形及三维模型的快速构造。

语义值驱动的三维直立状态人体模型变形

在医疗设备,服装设计,电影制作和电脑游戏中三维人体模型是不可或缺的元素,但是通过扫描等途径直接获取的人体模型在很多环境下并不能直接运用,因此需要对模型根据所处环境进行适度变形。研究三维人体模型变形方法,引入语义驱动模型的变形。通过测量模型骨骼关节点位置并得到身高、腿长及肩高等模型语义值,对模型进行PCA降维,建立模型语义值与模型矩阵之间的映射关系,调整相关语义值获得相应PCA权值,并且将PCA权值重新映射到模型矩阵得到变形后的模型。

基于非均匀变形的人体模型定制算法

提出了一种改进的人体模型定制算法,采用非均匀变形算法将照片中的人体外形特征添加到参考人体模型中,得到个性化和结构化的新模型.算法首先采集照片、合成参考图像、提取人体的轮廓线并将其划分成若干分段,然后在切割线空间构造从参考轮廓线(源于参考模型)中的一点到目标轮廓线(源于照片)中一点的二维映射,最后通过投影、二维映射和反投影改变参考模型中每个点的几何位置,从而生成新模型.实验结果表明,算法生成的结果不仅能够更加准确地体现出照片中人的外形特征,而且保证了结果模型的良好拼合,同时输入的照片不要求其中的人摆出规定的姿势.

基于矩阵费雪分布的三维人脸变形模型

三维人脸的精确表示有利于各种计算机视觉和图形应用。然而,由于数据离散化和模型线性化,在目前的研究中获取准确的身份和表情线索仍然具有挑战性。本文提出了一种新的三维可变形人脸模型,来学习具有隐式神经表示的非线性连续空间。它构建了两个明确的解纠缠变形场来分别建模与身份和表情相关联的复杂形状,并且引入了一个神经混合场,自适应地混合一系列局部场来学习复杂的细节。其次,我们发现姿态参数在网络中可以更好地被解纠缠,对于人脸变形过程中发生的姿态变换,我们利用基于旋转矩阵的费雪分布矩阵来表示人脸姿态的角度,并模拟头部旋转的不确定性。实验表明我们的方法在人脸细节建模和姿态估计方面具有优越性。

基于同心拱模型的桩承式加筋路堤简化分析方法

为准确、便捷地分析桩承式加筋路堤中加筋体的受力和变形特性,提出了一种正方形和正三角布桩形式下的三维简化分析方法.首先考虑加筋体的空间变形形态,假设内部区域和条带区域加筋体的变形曲面分别为旋转抛物面和抛物柱面;然后根据同心拱模型基本原理,推导出作用在加筋体上方荷载的简化表达式;最后通过求解加筋体在三维空间内竖向力的平衡方程,得出加筋体的最大竖向变形和最大拉力、桩顶平均应力、桩间土平均应力以及荷载传递效率.利用所提方法对2个工程案例进行计算,并将计算值与实测值进行对比分析.结果表明,应用该简化分析方法所得的计算值与实测数据吻合良好,荷载传递效率的最大计算误差约为6%,从而验证了该方法的有效性.

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特性研究

讨论高地应力条件下隧道软弱围岩发生挤压大变形的复杂力学行为,将挤压大变形归属为变形速率快而收敛速率慢的非线性流变变形范畴。在分析挤压大变形流变力学机制的基础上,分别提出非线性二维黏弹塑性本构模型和大(小)变形三维弹黏塑性本构模型,并进行相关专用程序的研发。运用所研发的材料子程序,对相关流变模型进行理论分析,就乌鞘岭铁路隧道软弱围岩施工开挖大变形问题进行工程应用研究。

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究

介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即:经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek(1999)对围岩挤压大变形的预测和判定方法(半经验半理论法)应用于乌鞘岭隧道岭脊段F7断层带开挖施工中的围岩稳定性判别,并对这种预测方法进行了可靠性评价,认为有支护情况下比无支护情况下变形预测失效概率要小得多,也就是说毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。介绍作者团队对隧道围岩挤压性大变形问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制;并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比,结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际;同时,指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后,提出了管控/约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力长锚索,分析其机制和优势,介绍其构造类型,并提出下一步的研究思路。该方法已在几处工地不同程度地成功实施,取得了应有的经济效益和技术成果。

基于深度学习的单幅图像三维人脸重建研究综述

在计算机视觉领域中,三维人脸重建是一个具有研究价值的方向,高质量地重建出三维人脸在人脸识别、防伪、游戏娱乐、影视动画和美容医疗等领域具有重要的意义。近二十年来,虽然基于单幅图像的三维人脸重建领域已经取得很大的进展,但使用传统算法进行重建的结果仍会受到人脸表情、遮挡、环境光的影响,并且会出现重建效果精度不佳和鲁棒性不足等问题。随着深度学习进入三维人脸重建领域,各种优于传统重建算法的方法相继出现。文中首先重点介绍了基于深度学习的单幅图像三维人脸重建算法,将算法按不同的网络架构分为4类,并对各类最具有代表性的方法进行了详细阐述。然后汇总了基于单幅图像的三维人脸重建算法常用的三维人脸数据集,并在数据集上对具有代表性的方法进行了性能评估。最后对基于单幅图像的三维人脸重建领域进行了总结与展望。