非刚性变形的实时远程再现

近年来三维空间立体成像得到了广泛的关注和一定突破，相关研究都将远程再现作为未来重要应用方向，而作为数据源的实时模型生成与传输是伴生的重要问题。目前国际上在实时三维重建方面已有较多研究，但由于限定在离散时间点上会失去变形性质，非刚性变形的实时重建还存在关键难点。课题组在实时三维重建工作的基础上，拟在轨迹空间对非刚性变形的实时重建开展研究，提出新的退化变形特征点轨迹矩阵的满秩分解模型，期望解决影响现有算法精度的根本问题；静态模型的渐进网格流式传输已发展十多年，但变形模型的流式传输一直进展不大，拟结合谱变换研究变形模型的流式传输；变形模型的数据量将明显增大，拟在变形模型的多分辨率传输表示的基础上研究远程再现多域间的发布/订购模型，支持变形模型的分层数据恢复与再现，实现域间的数据优化传输。本课题的研究将实现非刚性变形过程的远程再现，可通过面部三维细节提高远程再现的交流质量，可促进一系列应用发展。

远程再现技术中的非刚性表面实时三维重建技术应用广泛，涉及算法、模型及软件等多个层面的研究。构建远程再现系统平台则有利于促进远程研讨、教学示范、协同设计等多个领域的发展，有助于提高我国新兴技术研究水平的提高。. 本课题在实时三维重建工作的基础上，在轨迹空间对非刚性变形的实时重建开展研究，提出了一种退化变形特征点轨迹矩阵的满秩分解模型，大幅度提高了算法精度；结合谱变换对变形模型的流式传输进行了研究，在变形模型的多分辨率传输表示的基础上，提出了远程再现多域间的发布/订购模型并实现了域间的数据优化传输。基于这些关键技术，本课题设计并实现了远程再现系统平台，在中国教科网上进行了跨6个城市、10个节点的多人远程科研交流实验和应用验证，实验结果表明系统运行流畅，满足支持变形的用户以及对象远程再现的质量要求。. 课题共发表国际期刊或会议论文35篇，其中SCI期刊论文11篇，包括ACM/IEEE Transactions 期刊论文4篇；申请专利5项，其中3项已获授权；有关工作获2014年国家技术发明奖二等奖、中国教科网二十年突出贡献奖。