Введение
Глава 1 Современное состояние проблемы реконструирования 3D моделей человеческих лиц 11
1.1 Анализ областей применения реконструированных 3D моделей человеческих лиц 12
1.1.1 Системы безопасности 13
1.1.2 Киноиндустрия и индустрия развлечений 20
1.1.3 Медицина 22
1.1.4 Антропометрические исследования 23
1.1.5 Создание 3D портретов 24
1.2 Критерии для системы РМЛ и технологии реконструирования, на которой она построена 26
1.3 Классификация и анализ технологий реконструирования 3D моделей объектов 31
1.3.1 Принцип триангуляции 34
1.3.1.1 Стереоскопия 35
1.3.1.2 Определение глубины по силуэтам 36
1.3.1.3 Определение глубины по фокусу 37
1.3.1.4 Активная триангуляция 40
1.3.2 Принцип времени пролета 43
1.3.3 Принцип интерферометрии 45
1.3.4 Принцип анализа освещенности 46
1.4 Выбор технологии сканирования 47
1.5 Классификация и анализ известных стратегий подсветки 49
1.6 Выбор шаблона подсветки 55
1.7 Формулировка цели и постановка задач диссертационной работы 57
Выводы главы 1 59
Глава 2 Разработка технологии реконструирования 3D моделей человеческих лиц 62
2.1 Математическая модель процесса реконструирования 3D
поверхности с использованием структурированной подсветки 62
2.1.1 Математическая модель используемых в процессе реконструирования систем координат 64
2.1.2 Построение геометрической модели камеры (и проектора) 65
2.1.3 Математическая модель фотографии 70
2.1.4 Математическая модель шаблона подсветки 72
2.1.5 Математическая модель сканируемой поверхности лица 73
2.1.6 Математическая модель оптической триангуляции 76
2.2 Метод создания шаблона подсветки 79
2.3 Алгоритм реконструирования 3D модели лица 83
2.3.1 Математическое описание задач, решаемых на каждом этапе алгоритма реконструирования 84
2.3.2 Математическое описание алгоритма реконструирования текстурированных 3D моделей человеческих лиц 89
Перечень параметров алгоритма реконструирования 100
Выводы главы 2 101
Глава 3 Создание автоматизированной системы реконструирования 3D моделей человеческих лиц 104
3.1 Анализ требований к автоматизированной системе 105
3.2 Выбор кросс-платформенных технологий для реализации автоматизированной системы 107
3.3 Реализация автоматизированной системы 110
3.3.1 Сканирующая аппаратура 111
3.3.1.1 Создание макета сканирующей аппаратуры 113
3.3.2 Метод сканирования 114
3.3.3 Метод калибровки 114
3.4 Программное обеспечение автоматизированной системы 116
3.5 База данных 129
Взаимодействие подсистем программного обеспечения 134
Выводы главы 3 135
Глава 4 Экспериментальное исследование автоматизированной системы 138
4.1 Подбор параметров алгоритма реконструирования 138
4.2 Исследование работы автоматизированной системы при выбранных значениях параметров алгоритма реконструирования 140
4.3 Экспериметнальное исследование алгоритмов удаления разрывов и идентификации шаблона Де Брюйна 147
4.4 Экспериментальное исследование характеристик автоматизированной системы 153
4.4.1 Экспериментальное определение ошибки калибровки 157
4.4.2 Экспериментальное определение ошибки реконструирования 159 Выводы главы 4 167
Заключение 170
Библиографические источники 177
