Đồ Án Tái tạo mô hình khuôn mặt từ các điểm đặc trưng

TÓM TẮT






Tái tạo mô hình khuôn mặt là việc khôi phục lại mô hình khuôn mặt từ hộp sọ của người chết hoặc từ nhiều ảnh hai chiều đầu vào. Tái tạo mô hình khuôn mặt đã và đang trở thành một vấn đề khoa học máy tính hiện đại. Vấn đề (bài toán) này được áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng thực tiễn. Bài toán được áp dụng và có ý nghĩa lớn trong việc xác định danh tính của người chết từ hộp sọ của họ trong các vụ án hình sự, trong công cuộc tìm mộ liệt sĩ hay trong khảo cổ học. Bài toán còn được ứng dụng trong tương tác người máy nhằm tạo ra những nhân vật ảo có khuôn mặt giống nhân vật thật đồng thời có khả năng giao tiếp, biểu hiện cảm xúc và thái độ qua gương mặt giống như con người.


Hiện nay ở Việt Nam, tái tạo mô hình khuôn mặt đang thu hút được sự quan tâm đặc biệt. Các nhà nghiên cứu và viện pháp y quân đội đang bước đầu xây dựng một hệ thống tái tạo khuôn mặt từ hộp sọ để ứng dụng vào việc xác định danh tính của các liệt sĩ vô danh.


Trong khóa luận này, chúng tôi trình bày về một hệ thống tái tạo mô hình khuôn mặt từ các điểm đặc trưng trên khuôn mặt. Hệ thống sử dụng mô hình đa mạng hàm cơ sở bán kính, Radial Basis Function (RBF) để biến đổi một mô hình khuôn mặt nguồn ra mô hình khuôn mặt đích. Mô hình đa mạng RBF được huấn luyện bởi tập các điểm đặc trưng trên khuôn mặt nguồn và tập các điểm đặc trưng trên khuôn mặt đích tương ứng. Hệ thống đã được thử nghiệm trên dữ liệu được tạo từ ảnh của những khuôn mặt thật và cho kết quả có triển vọng. Bên cạnh đó chúng tôi đã xây dựng được một quy trình tạo cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc thẩm định hệ thống và có thể phục vụ cho các nghiên cứu khác có cùng đối tượng nghiên cứu.







MỤC LỤC


LỜI CẢM ƠN .I TÓM TẮT . II MỤC LỤC . III DANH SÁCH HÌNH VẼ .IV DANH SÁCH BẢNG V CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU . 1
CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁI TẠO KHUÔN MẶT . 3


2.1 Giới thiệu chung về giải phẫu khuôn mặt .3
2.1.1 Xương mặt và hộp sọ . 3
2.1.2 Giải phẫu cơ mặt 6
2.2 Các phương pháp biểu diễn mô hình khuôn mặt 9
2.2.1 Tạo mô hình khuôn mặt với lớp da là lưới đa giác 10
2.2.2 Tạo mô hình mặt người bằng bề mặt tham số 13
2.3 Các phương pháp tái tạo khuôn mặt .15
2.3.1 Các phương pháp hai chiều (2D) . 15
2.3.1.1 Phương pháp lồng sọ vào bức vẽ chân dung 16
2.3.1.2 Phương pháp lồng sọ vào ảnh 16
2.3.2 Các phương pháp ba chiều (3D) 20
2.3.2.1 Các phương pháp 3D truyền thống 20 2.3.2.2 Các phương pháp 3D sử dụng công nghệ thông tin . 25


CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG TÁI TẠO MÔ HÌNH KHUÔN MẶT TỪ CÁC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG 31


3.1 Mô hình hệ thống 31
3.2 Chuẩn hóa dữ liệu .34
3.2.1 Các phép biến đổi trong không gian ba chiều được sử dụng . 34
3.2.2 Sử dụng các phép biến đổi để chuẩn hóa dữ liệu . 40
3.3 Biến đổi khuôn mặt .41
3.3.1 Mô hình khuôn mặt nguồn . 42
3.3.2 Biến đổi mô hình khuôn mặt . 42
3.4 Chỉnh sửa khuôn mặt 44
3.4.1 Chỉnh sửa theo điểm 44
3.4.2 Chỉnh sửa theo vùng 45
3.5 Thiết kế hệ thống .49


CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 54


4.1 Các bước tiến hành thực nghiệm 54
4.2 Kết quả và đánh giá 55


CHƯƠNG 5 TỔNG KẾT 62


TÀI LIỆU THAM KHẢO . 63