目前,人脸三维数据的获取已成了研究热点,且面结构光三维测量技术因具有测量速度快、低工况要求等特点,广泛应用于文物保护、工业生产、信息安全等领域。本文以人脸的面结构光三维测量方法研究为主线,分析了现有的人脸三维测量方法,从理论分析和实验实践两方面深入研究了面结构光三维测量技术方法。本文的主要内容包括:测量系统数学模型的建立、被测物体表面点云数据的获取方法研究、系统的标定方法、编码测量方法的研究以及试验测量装置的搭建。首先,阐述了本课题的研究背景与意义。并结合国内外文献综述,研究分析了现有人脸三维测量方法的优缺点、结构光三维测量方法和面结构光编码策略的分类,在此基础上结合实际需求开展了用于人脸测量的面结构光三维测量方法研究。另外,还介绍了本文的整体框架和主要研究内容。其次,对面结构光测量系统的组成及模型进行探究,并详细介绍了空间三角原理,推导了空间点的计算方式。针对系统的标定,研究分析了系统中标定的几种关键技术原理以及存在的问题。最后实验实现了基于张氏标定法的相机标定,以及基于反向成像法的投影仪标定。然后,针对编码面结构光三维测量方法进行研究。结合基于时域编码与直接的编码的特点,研究了一种直接格雷编码的编码策略,这种编码方法直接对投影图案的所有像素进行格雷编码,有效提高了测量效率和测量精度;并针对需利用到的数字图像处理方法以及图像有效区域的提取进行了分析,最后根据解码结果结合系统标定参数采用空间三角法用于物体表面三维轮廓的恢复。最后使用近红外投影仪及摄像机搭建了一套简单的用于测量人脸的平台。在所搭建的平台上完成系统的标定工作,并对人脸模型及标准平面进行了测量,对标定和测量结果的误差信息进行分析和评定。试验的结果验证了本文研究方法的有效性和适用性。