Трёхмерная реконструкция лица человека по его изображениям (1006006)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

2РЕФЕРАТДипломная работа содержит 100 страниц, 24 рисунка, 15 таблиц, 49 источников.ЛИЦЕВЫЕ МОДЕЛИ, БАЗЕЛЬСКАЯ МОДЕЛЬ ЛИЦА, МАШИННОЕЗРЕНИЕ, ТРЁХМЕРНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ, РЕГИСТРАЦИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ, EM-АЛГОРИТМ, ITERATIVE CLOSEST POINTS, COHERENTPOINT DRIFT, ОПТИМИЗАЦИЯРабота посвящена исследованию задачи восстановления трёхмерной модели человеческого лица по его изображениям.В работе проведен анализ существующих подходов к решению даннойзадачи. Изложены методы поиска точечных соответствий на изображениях,приведена общая теоретическая основа реконструкции трёхмерных сцен поих двумерным изображениям, разобраны алгоритмы регистрации трёхмерных поверхностей по известным трёхмерным шаблонам.

Проведен обзорподходов к построению лицевых моделей, подробно описана базельская модель лица.Для исследования изложенных методик разработано несколько тестовыхпрограмм, демонстрирующих работу алгоритмов. Для работы с даннымибазельской модели разработан набор библиотек для генерации и визуализации лиц.В экономической части проведен расчёт стоимости разработки законченной системы. В разделе, посвящённом охране труда и окружающей среды, рассмотрены основные вредные факторы, влияющие на здоровье разработчика программного обеспечения на рабочем месте, и рассчитан уровеньакустического шума в помещении.3ОГЛАВЛЕНИЕСтр.1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ1.1 Введение . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2 Теоретическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.1 Математические модели, используемые в машинном567зрении . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Поиск точечных соответствий на двумерных изобра-7жениях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.3 Трёхмерная реконструкция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.4 Регистрация трёхмерной модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.5 Модели лица человека . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3 Практическая часть. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.1 Архитектура тестового стенда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.2 Алгоритмы поиска точечных соответствий . . . .

. . . . . . . . . . .1.3.3 Трёхмерная реконструкция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.4 Алгоритмы регистрации трёхмерных моделей . . . . . . . . . . .2736415763636567682 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ2.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2 Расчёт затрат на разработку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.1 Материальные расходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .2.2.2 Остаточная стоимость основных средств . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.3 Амортизация основных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.4 Оплата труда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.5 Отчисления на социальные нужды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .2.2.6 Накладные расходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.7 Прочие расходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.8 Затраты на создание продукта . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3 Определение цены продукта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4 Расчёт экономической эффективности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .717272737576767778787979801.2.23 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ823.1 Введение . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8343.2 Основная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.1 Характер работы и режим труда. . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.2 Помещение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.3 Оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.4 Организация рабочего места и эргономика . . . .

. . . . . . . . . . .3.2.5 Расчёт уровня шума . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ . . . . . . . .

. . . . . . . .848485878991949651ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ61.1ВведениеДанная работа посвящена частной задаче из области трёхмерной реконструкции изображений: восстановлению трёхмерной модели лица человека.Входными данными для задачи являются цветные плоские изображения реконструируемого лица, на выходе требуется получить трёхмерную модель.Чтобы восстановить трёхмерную модель, нужно пройти следующие этапы:а) найти на представленных плоских изображениях общие объекты: точки, края и т.д.б) по найденным соответствиям между ними восстановить их положениев трёхмерном пространствев) объединить трёхмерные объекты в модельг) при необходимости применить к модели какие-либо алгоритмы дляулучшения её качестваПервые три этапа общие и могут применяться для восстановления произвольных объектов, тогда как последний этап существенно зависит от типавосстанавливаемого объекта.Человеческое лицо – как раз тот тип объектов, для которого особеннотребуется четвёртый этап.

Общие методы реконструкции, применённые ктакому своеобразому объекту, как человеческое лицо, дают неудовлетворительные результаты. Причины в том, что не учитываются априорно известные особенности объекта: некоторые фрагменты (щёки, лоб) представляютсобой ровные поверхности, имеют бедную структуру и могут описыватьсянебольшим числом данных; другие же (глаза, нос, уши, губы), напротив,устроены сложно и их нужно описывать более детально. Кроме того, о человеческом лице есть масса сведений из анатомии, что позволяет ввестиявные параметры и таким образом получать более точные реконструкции.В работе даётся подробный обзор методов, применяемых на этапах 13, обзор существующих подходов к построению моделей лиц, и детальноразбираются два алгоритма регистрации лиц, реализующих этап 4.7Актуальность работы вытекает из обширных возможных областей приложения рассматриваемых алгоритмов.

Это такие области, как виртуальная реальность (в любом из её проявлений: компьютерные игры, созданиетрёхмерной графики для фильмов, дополненная реальность и т.д.), системыидентификации (например, охранные системы предприятий).1.2Теоретическая часть1.2.1Математические модели, используемые в машинном зрении1.2.1.1Математическая модель изображенияВоспользуемся определением из [45], неявно подразумеваемым во многих статьях, например, в [6]:Определение 1 Под (полутоновым) изображением будем понимать числовую функцию : → , где ⊂ R2 , ⊂ R.

Область назовём полемзрения, значение функции в точке – яркостью изображения в этой точке.Множество изображений со стандартными для функций операциями сложения и умножения на число является линейным пространством. Кроме того, при таком определении изображения можно использовать все известныепонятия из математического анализа: предел, непрерывность, производнаяи т.д. Различные дифференциальные операторы, применяемые к изображениям, играют ведущую роль в детекторах, описываемых в разделе 1.2.2.Возможно похожим образом ввести модель цветного изображения, выбрав конечный базис из функций спектральной чувствительности к свету(см. [45]), однако в дальнейшем мы будем работать только с полутоновымиизображениями.8Обычно двумерное изображение хранится в памяти компьютера в видедвумерного массива точек.

Тогда об изображении известно, какие значения оно принимает в узлах некоторой прямоугольной сетки. Эти значенияобъединим в матрицу и обозначим через . Производная и другие дифференциальные операторы от такой функции могут быть приближены с помощью аппарата конечных разностей (см. [49]).1.2.1.2Проективная геометрияПроективная геометрия предоставляет удобный математический аппаратдля формализации задач компьютерной графики и компьютерного зрения.Далее изложены основы проективной геометрии, которые понадобятся вдальнейшем.1Основные определения.

Сначала дадим формальное определение, азатем проиллюстрируем его на примере конкретных пространств.Рассмотрим отношение эквивалентности ∼ в координатном пространстве R+1 : два вектора x и y из этого пространства считаются эквивалентными, если x = y для некоторого не равного нулю вещественного числа.Определение 2 Факторпространство R+1 по этому отношению эквивалентности назовём -мерным проективным пространством и будем обозначать PR .Геометрически точки проективного пространства соответствуют всевозможным прямым в R+1 , проходящим через начало координат.Пространство R может быть вложено в PR по следующему правилу:R ∋ (1 , .

. . , ) ↦→ [(1 , . . . , , 1) ]∼ ∈ PRГеометрически это эквивалентно следующей процедуре:а) пространство R отображается на гиперплоскость +1 = 1;9б) из начала координат R+1 через каждую точку этой гиперплоскостипроводится прямая.Определение 3 Координаты (1 , . . . , , ) ∈ R+1 , ̸= 0, получаемыепри таком отображении, называют однородными координатами точки(1 , . .

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов ВКР