真实感三维人脸合成技术在计算机视觉和图形学领域一直是备受关注的研究热点，研究成果丰富。主要成果集中于人脸建模和动画合成，以及人脸合成中的几个分支，如人脸表情、姿态、光照等；与其相比，人脸的衰老合成无疑具有更大的挑战性。同时，人脸衰老化研究也有非常广泛应用前景，不仅能提高三维人脸合成真实感，而且其成果可以广泛应用于电影、广告、游戏、虚拟会议、刑侦等领域。　　 相比与二维人脸图像衰老研究，三维人脸衰老合成更为困难的原因之一在于，前者可通过旧照片扫描方式获得源数据，即多人在不同年龄的人脸图像序列，而后者数据的获取需要长期跟踪同一人不同年龄的三维人脸数据序列，存在实现上的难度。虽然经过近几年的发展，取得了一些成果，但是人脸衰老化的研究还远未成熟。因此开展此类工作有重要的研究意义与应用价值。　　 人脸衰老化合成是研究衰老变化规律以及如何反映年龄对应的衰老程度。本文在对当前国内外人脸衰老化合成研究成果进行深入分析的基础上，探讨了基于小波变换与人脸形变模型相结合的三维人脸合成问题，重点解决三维衰老人脸库构建、衰老模板提取、衰老纹理特征变换以及基于衰老纹理变化的几何形状调整问题。本文在以下几个方面取得了一定的突破和进展，获得了一定的研究成果。主要研究成果如下：　　 1.三维人脸衰老数据库的构建。　　 三维人脸衰老数据库对三维人脸衰老化研究与应用来说是不可缺少的数据资源。而三维人脸衰老模拟目前还存在数据缺乏、获取及操作不便的缺点，限制了其应用推广。本文采用改进的形变模型方法将真实人脸衰老图像重建成三维人脸：利用二维人脸衰老图像库构建了三维人脸衰老数据库；并根据性别和年龄形成三维衰老人脸性别子库和衰老子库。该三维人脸衰老数据库的构建可为三维人脸哀老化研究提供数据基础，有效地缓解了三维衰老人脸研究数据缺乏的困境。　　 2.基于小波和纹理移植的三维衰老人脸纹理合成。　　 小波变换方法被广泛运用于图像以提取细节特征。具体到人脸图像来说，其图像分解后的相应小波低频分量反映出其固有的脸形与结构特征，而高频分量则承载着纹理上更细节的信息，如皮肤褶皱、斑点等，这些正是人脸衰老后皮肤所呈现出的典型特征。本文采用离散小波变换(DWT)从三维衰老人脸纹理上提取蕴含衰老特征的高频信息，然后通过一种子图替换的纹理移植的方法，将该高频信息以特定方式融合到待处理的人脸纹理图像中，最后再通过小波逆变换进行处理，得到增加了衰老特征的新纹理。实验结果表明该方法能合成皱纹等衰老特征的合成效果，比较逼真地模拟不同人脸在不同年龄段的衰老变化，并能方便地推广到诸多应用领域。3.基于纹理变化的三维衰老人脸几何形状合成。　　 上述衰老纹理的合成使得待处理人脸获得了视觉上的衰老效果。本文所构建的三维人脸数据库，保证了人脸几何网格与纹理数据点的一一对应关系，使得基于纹理的变化合成衰老人脸的网格具备了可行性。具体地，通过在纹理图像中选择位移较大的顶点子集定义为衰老特征点，并利用纹理与网格之间的变形保持映射关系，将衰老特征点的纹理变化映射为网格形状上的变化；进而通过网格插值方法计算人脸网格中非衰老特征点的偏移位置，实现基于纹理变化的几何形状合成。实验表明，该方法获得的网格合成结果与纹理变化匹配，视觉效果良好，具有主观与客观上的合理性。　　 在以上工作的基础上，衰老数据的扩充、衰老特征的扩充以及个性化衰老过程的模拟等是本文后续研究的主要内容。