基于RGB-D图像的人脸姿态检测及三维重建

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jmyjmhcaihiong_11
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
经颅磁刺激技术是一种利用脉冲磁场作用颅内中枢神经系统以达到治疗癫痫、儿童脑瘫等神经心理疾病的理疗手段。在经颅磁刺激治疗过程中,准确快速地检测颅内各穴位及神经区域的位姿至关重要。基于此目的,本文提出了一种联合彩色图像与深度图像的人脸姿态检测和三维重建方法。通过检测当前人脸的位姿,结合三维人脸坐标系与医学中颅骨坐标系的转换关系,指挥装有磁刺激线圈的机械手臂跟随用户头部的运动自动定位,以起到节省医疗资源和提高用户治疗体验的作用。本文的研究内容主要包括RGB-D图像预处理、人脸区域及特征点检测、三维人脸点云模型重建以及人脸姿态检测。首先,针对基于二维彩色图像的人脸姿态检测对环境、姿态敏感的问题,本文使用深度摄像机获取人脸RGB-D图像并检测人脸三维特征点,定义三维人脸坐标系;然后,使用点云配准的方法为人脸姿态实时检测阶段准备一个数据完整且精度高的三维人脸点云模型,以提高姿态检测的准确率;在姿态检测阶段,本文提出了一种人脸姿态初检测方法,通过求解待检测人脸点云与零姿态三维人脸点云模型之间三维人脸坐标系的刚体变换关系得到人脸姿态参数。由于经颅磁治疗仪还面向癫痫症患者及儿童,因此本文在人脸姿态初检测算法的基础上使用ICP算法进行点云精配准以提高用户头部运动幅度大时的姿态检测精度,使用人脸姿态初检测方法作为点云粗配准算法,可以防止ICP点云配准陷入局部最优。单轴内人脸姿态检测的绝对误差在(7)0,2~o(8)区间内,即可满足经颅磁治疗仪的临床应用标准。本文模拟经颅磁治疗仪的诊疗环境,在光源充足且光线均匀的实验室内进行人脸姿态检测实验。实验数据表明,本文提出的人脸姿态初检测算法在人脸俯仰(-60~o,30~o)、左右偏转及左右旋转各(-60~o,60~o)范围内的总平均绝对误差为1.141~o,误差最大值1.932~o,接近经颅磁允许误差的上限;但在俯仰(-40~o,20~o)、左右偏转及旋转各(-30~o,30~o)范围内,绝对误差范围为(0.8~o,1.25~o),满足一般用户的人脸姿态检测的临床需求。实验表明,点云粗配准与精配准相结合的方法可将总平均绝对误差降低至0.663~o,且最大误差仅为1.010~o,在用户头部运动幅度大时也能满足人脸姿态检测的临床需求。
其他文献
<正>1在县级化工园区的化学农药生产企业,可以新增化学农药原药生产吗?根据《农药生产许可管理办法》,现有的化学农药生产企业可以新增制剂加工生产范围。要新增原药品种生产
探讨体外大鼠半月板纤维软骨细胞分离培养与鉴定的实验方法,观察不同代次间细胞的形态学特征.手术分离大鼠双膝内外侧半月板,采用胰酶和Ⅱ型胶原酶消化法提取细胞,甲苯胺蓝染
《简·爱》是夏洛蒂·勃朗特的经典巨作,众多学者对此作出了评析,但简.爱对家庭的向往这一主题却很少有人涉及。本文从简·爱曾生活过的五个地方——盖茨黑德、罗沃德学校、
目的研究体外冲击波治疗髌骨软化症的临床疗效。方法将52列髌骨软化症患者分为两组,观察组26例给予体外冲击波治疗(每次冲击1 000次,工作电压8~14 kV,1次/周,共治疗4次)和口服
大学生情商低下导致校园暴力犯罪案件的频发凸显了高校学生情绪管理工作的重要性,"以学生全面发展为本"的教育理念、学生情绪管理能力现状以及其自身的独特性都对高校学生情
偏远山区、荒漠戈壁矿区远离城镇,水源依托条件差,长距离输水若采用多级泵站加压的输送方式,则能耗高、维护管理成本大,给建设单位增加较高的成本投入。结合新疆哈密图拉尔根铜镍
对比曾经辉煌过的中国动画片、家喻户晓的迪斯尼动画片 ,作为大众文化的宫崎骏动画片 ,因为使用了很多文学手段 ,尤其是现代主义与后现代主义的文学手段而达到其他同类主题作
30年来中国近代史研究在研究领域的拓宽、研究队伍素质的提升、研究资料的整理与出版、学术刊物水平的提高等方面获得了繁荣与发展,这是与改革开放以来中国社会发生的巨大变
本研究的目的,在于探讨汉字偏旁部首的形象思维操作水平对于汉字认知学习水平的影响与作用,为培养和提高学习者汉字认知学习水平与能力提供新的科学理论依据.