[发明专利]一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法及系统

权利要求书

1.一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，包括：

S1.以不相同的M个拍摄角度分别采集N帧被测人脸在结构光场中的人脸图像；对采集到的结构光场图像进行极线校正；其中，N是大于等于3的整数，M是大于等于2的整数；

S2.分别解析极线校正后结构光场图像中的截断相位，得到截断相位图；并通过截断相位得到截断相位级次线；解析极线校正后结构光场图像中的纹理图像，并提取特征点；选取特征点并进行对齐，得到基准点组；

S3.通过基准点组，对截断相位级次线进行匹配，得到截断相位级次线组；使用搜素算法，将同一截断相位级次线组中的所有像素点进行匹配并标记级次序号；

S4.通过所述截断相位级次线组匹配得到视差匹配矩阵；

S5.使用所述视差匹配矩阵对所述截断相位图进行匹配得到稠密视差图，并根据稠密视差图，重建三维人脸。

2.如权利要求1所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21.从不同纹理图像提取到的特征点中对应选取T个基准点，T≥2；

S22.将选取的基准点对应移动到级次线上并进行配对计算，得到基准点组。

3.如权利要求2所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，所述基准点包括：人脸特征点和\或人脸特征点衍生点；

人脸特征点包括：眼睛、眉毛、鼻尖、嘴角或脸颊轮廓特征点；所述人脸特征点衍生点为两个所述人脸特征点的中点或多个所述人脸特征点的中心。

4.如权利要求1所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S31.以基准点组为基准，按照预设路径在人脸图像上画线，将画线与级次线的交点进行标记和排序，并以此编排级次线的序号；将同一序号的级次线置入一个截断相位级次线组；

S32.通过搜索算法，标记出同一截断相位级次线组中每条级次线上每个像素点对应的级次序号。

5.如权利要求1所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

以任意一幅图像中级次线上的像素点为基准，在该像素点所处的截断相位级次线组的其他级次线上搜索同一行上与之级次序号相同的像素点，提取其纵坐标，并置入视差匹配矩阵；如在同一行上未搜索到相同级次序号的点，则将0置入视差匹配矩阵。

6.如权利要求1至权利要求5任意一项所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，所述截断相位级次线为截断相位信息中跳变像素点构成的曲线；其中所述跳变像素点为截断相位图中相位值从π跳变到-π或从-π跳变到π的像素点。

7.如权利要求6所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法，其特征在于，所述结构光场包括正弦条纹结构光场。

8.一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建系统，其特征在于，所述系统包括：一台光场投影装置、M个相机及一个控制模块；

其中，所述控制模块被配置为向光场投影装置发出控制信号，以使所述光场投影装置投射图像数量可调的正弦条纹结构光场序列至人脸表面，并基于相机传送的人脸图像执行权利要求1至7任意一项所述的三维人脸重建方法完成三维人脸重建；

所述光场投影装置用于投射图像数量可调的正弦条纹结构光场序列至人脸表面，当接收到控制模块发出的控制信号时进行N帧条纹结构光投影并发送N个同步控制信号至M个相机；

所述M个相机用于在同步控制信号控制下拍摄被条纹结构光场照明下的人脸表面的多角度图像，并将拍摄到的人脸图像传送至所述控制模块；

其中,N是大于等于3的整数，M是大于等于2的整数。

9.如权利要求8所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建系统，其特征在于，所述控制模块为具有信号、数据处理能力的控制器、处理器、单片机或PC机的一种。

10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行实现上述权利要求1至7任意一项所述的一种级次线配对的无相位展开三维人脸重建方法。