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基于双目立体视觉的三维人脸建模技术研究的任务书
任务书
标题：基于双目立体视觉的三维人脸建模技术研究
研究背景和意义：
人脸是一个重要的生物特征，具有广泛的应用价值。在人脸识别、人脸表情识别、面部动作分析等领域都有广泛的应用。传统的人脸识别、表情识别及面部动作分析通常都是使用二维图片分析，但这种方式不够精确。双目立体视觉技术可以获得三维人脸信息，能够更加准确地获取人脸特征，使人脸分析和识别更加精确和准确。
研究目标和内容：
本项目旨在通过采集人脸双目图像，使用图像处理和计算机视觉算法进行人脸三维建模。具体内容包括：
1.设计双目立体视觉采集系统，利用两个摄像头采集人脸图像。
2.利用图像处理和计算机视觉算法对采集的图像进行处理和分析，提取人脸特征信息。
3.在得到三维点云数据的基础上，进行三维重建和渲染，得到人脸的三维模型。
4.进行人脸识别、表情识别和面部动作分析等实验，实现三维人脸建模技术在人脸分析和识别方面的应用。
要求和难点：
1.建立双目立体视觉采集系统，确保采集的图像具有高质量和高分辨率。
2.需要使用图像处理和计算机视觉算法，从双目图像数据中提取人脸特征信息。例如，基于颜色特征的背景分离方法、人脸识别算法、面部组织运动模型等。
3.三维点云数据的处理和渲染是实现三维人脸建模的关键步骤。
4.需要进行实验验证，验证三维人脸建模技术在人脸识别、表情识别和面部动作分析方面的应用价值。
预期结果：
研究完成后，预计可以达到以下效果：
1.实现利用双目图像进行人脸三维建模的技术，并获得较为准确的三维人脸模型。
2.在采用三维人脸模型进行人脸识别、表情识别和面部动作分析等领域，具有更高的精度和准确性。
3.对人脸模型的分析和识别技术进行了深入研究和综合应用。
4.为未来的人脸识别和分析领域的技术发展提供了一定的参考和启示。
可行性分析：
1.目前双目立体视觉技术已经比较成熟，建立双目立体视觉采集系统是可行的。
2.图像处理和计算机视觉算法也已在人脸识别和表情识别领域中得到广泛应用，具备良好的可行性。
3.三维建模技术和渲染技术目前也非常成熟，可以实现较高质量的三维人脸建模和渲染。
4.需要进行实验验证，验证三维人脸建模技术在人脸分析和识别方面的应用效果。
研究计划：
1.第一阶段：研究双目立体视觉采集系统的设计和构建。
2.第二阶段：研究图像处理和计算机视觉算法的选择和优化。
3.第三阶段：实现三维点云数据的处理和渲染，获得人脸三维模型。
4.第四阶段：实验验证，验证三维人脸建模技术在人脸分析和识别方面的应用效果。
5.第五阶段：撰写论文和技术报告。
经费预算：
本项目实验所需要的硬件成本较高，需要2台高像素双目摄像头、1台工作站和一些小型配件。对应的经费预算为30000元。
参考文献：
[1]DINGY,FANGF,SHIY.Researchon3Dfacemodelingwithstereovision[C]//201813thSystemofSystemsEngineeringConference(SoSE).IEEE,2018:385-388.
[2]JIAOZC,LUXJ,WANGJ.3Dfacemodelingbasedonbinocularvision[C]//2016InternationalConferenceonOptics,PhotonicsandEnergyEngineering.AtlantisPress,2016.
[3]HUANGM,SHENP,YUX,etal.Three-dimensionalfacemodellingbasedonstructurelightandstereovisiontechnology[J].TheImagingScienceJournal,2018,66(1):33-41.