光学数字人体形貌三维重建技术

本文主要研究光学三维形貌术用于活人体形貌的三维重建技术问题。基于面 结构光投影的傅立叶变换形貌术，理论上可重建活人体等动态物体，我们通过研 究传统傅立叶变换形貌术及其在三维人体形貌重建中的应用，针对传统傅立叶变 换形貌术的局限性，提出了窗口傅立叶变换形貌术和多尺度窗口傅立叶变换形貌 术，以及它们在三维人体形貌重建中的应用。小波变换在空一频局域化、多分辨 方面具有较大的优势，从理论上证明了在慢变位相梯度条件下，可通过求解小波 变换脊的位相来解调变形光栅条纹的位相，进一步提出了直接提取小波变换脊位 相的三维形貌术及其在三维人体形貌重建中的应用;并将小波变换脊用于瞬时频 率的探测，通过瞬时频率来自动确定多尺度窗口傅立叶变换形貌术的尺度。针对 传统相移形貌术只适用于静态物体的三维重建，提出并研究了高速数字相移技术 用于准静态活人体的形貌重建。去包裹位相展开技术是基于面结构光投影位相解 调形貌术的关键技术，针对位相突变和不连续点的去包裹位相展开难题，提出并 研究了一种基于数论理论的去包裹位相展开技术。最后，针对嘴唇在动态过程中 面形出现不连续区域并不断变化情况，本论文提出并实现了彩色编码数字条纹三 维形貌术用于人在讲话过程中嘴唇的三维重建，这对研究在讲话过程中嘴唇的运 动状况(如唇读、发音矫正等)具有一定的意义。