基于计算机几何建模的人脸重建技术研究

利用计算机几何建模和图形学方法来辅助解决法医人类学中的一个重要问题- - 人脸重建。在司法过程中，特别是当自然环境或人为因素使得死者身份信息难以用其他常规手段获得时，人脸重建是辨别死者身份的一个重要工具。现有的人脸重建方法通常是手工完成的。本项目通过研究计算机辅助人脸建模和重建技术，尝试和验证手工重建向电子重建演变的可能性与有效性，以期获得更高效、经济和可靠的重建。.具体研究的技术难点围绕人脸重建过程，包括头骨碎片的组装、破损头骨的修补以及额面组织的建模与重建。在计算机图形学方法论角度，特别针对于有效的处理不完整的、非均匀材质的几何数据的建模与映射，提出一个基于几何形状数据分析和映射的统一几何建模框架。不完整、非均匀材质的几何数据广泛存在于各类应用的扫描采集当中，它们的建模与映射具有重要意义，但当前在国内外还未有相应可行算法的有效研究。

本项目研究基于几何建模技术的法医头骨修复与人脸建模。主要研究内容包括三大部分：1) 破碎几何数据的拼接（应用：头骨碎片的复原）， 2) 数据破损与缺失区域的修复（应用：头骨损坏区域的修复），以及3）带边界条件的几何数据合成（应用：头骨上的人脸重建）。这三个方面都各自转化为几何数据的匹配与映射问题。我们在三个方面进行了深入研究，获得满意的研究成果，开发出了新颖的处理各种完整或不完整几何数据映射和匹配的算法。这些算法使得我们在法医数据修复的任务当中可以比现有技术更加有效的处理细小的破损碎片，从而获得更高的修复精度。我们的结果在多个计算机视觉，图形学顶级会议与杂志上发表。