第5期 李琛等：基于三维人耳形变模型的三维人耳重建 701. 由图可以看出，本文所提方法重建出足够稠密 行稠密对应时，网格细分部分采用了均匀划分，下 (像素级的)的三维人耳模型，且外耳轮廓和内耳沟 一步将研究如何结合人耳的结构特征，进行自适应 回都非常清晰，同一人不同角度的两幅二维图像所 的网格划分，使得在引入更多有效三维信息的同时 恢复出的三维模型相似度很高.表1给出了本文方 减少计算量；(2)进一步探索更精确的模型优化算 法和已发表的其他三维人耳重建方法在重建效果方 法：(3)研究基于三维人耳形变模型的人耳识别，提 面的对比 高识别率 下一步的研究将着重探讨以下内容：(1)在进 表1三维人耳重建方法对比 Table 1 Comparison of 3D ear reconstruction methods 三维人耳模 结构光激光扫描仪 基于SFM理论的三维人耳重建 基于三维人耳形变模型的 型获取方法 基于极几何9基于准稠密匹配i0基于Daisy描述子可三维人耳重建（本文方法） 三维点数200030007000~9000300600 20003000 50008000 10000 7结论 Recognit,2009,42(9:1895 本文分析了国内外各主要研究组在三维人耳 [3]Park U,Tong YY,Anil K J.Age-invariant face recogni- 重建方面的研究现状，包括取得的成果和值得改 tion.IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell,2010,32(5): 947 进的地方.简要介绍了三维形变模型理论及其应用 4]Yan P.Bowyer K W.Multi-biometrics 2D and 3D ear 基于对已有三维人耳重建工作和形变模型理论的研 recognition//Audio-and Video-Based Biometric Person 究，结合人耳自身的结构特征，提出了一种基于 Authentication.New York,2005:503 三维人耳形变模型的三维人耳重建方法，并解决了 [5]Yuan L,Mu Z C.Ear recognition under partial occlusion 三维人耳形变模型建立和优化过程中的几个关键问 based on sub-classifier fusion.Chin J Sci Instrum,2011. 题，为基于单幅照片的三维人耳重建研究提出了一 32(1):186 些创造性的思路和方法， (袁立，穆志纯，基于子分类器融合的部分遮挡人耳识别.仪 具体的研究内容和贡献如下：(1)在三维人耳 器仪表学报，2011,321)：186) 样本的稠密对应阶段，创新性地使用中垂线法确定 [6 Wang Y,Mu ZC.Fu D M,et al.Ear recognition based on 了外耳轮廓特征点，探讨了能更好拟合外耳轮廓的 wavelet transform and uniform texture descriptors.Acta Electron Sin,2010,38(1):239 特征点数目，并提出了分级三角网格法，实现了不 (王瑜，穆志纯，付冬梅，等.基于小波变换和规范型纹理描 同人耳基于生理特征的像素级稠密对应；(2)将人 述子的人耳识别.电子学报，2010,38(1)：239) 耳形状对齐作为一种后处理步骤，在稠密对应的基 7]Chen LL.Wang B.Zhang L M.Fast 3D ear extraction 础上进行，并借鉴广义普鲁克分析的思想，实现了 and recognition.J Comput Aided Des Comput Graph, 精确的且全自动的三维人耳形状对齐：（③）首次提 2009,21(10):1438 出了基于三维人耳形变模型的三维人耳重建完整架 (陈雷蕾，王斌，张立明.快速三维人耳提取与识别.计算机 构，使用美国圣母大学的三维人耳数据库训练得到 辅助设计与图形学学报，2009,21(10)：1438) 了三维人耳形变模型：(4)依据输入的单幅人耳图 8 Zhou J D,Cadavid S.Abdel-Mottaleb M.An efficient 3-D 像成功重建了对应的三维人耳模型，所重建模型的 ear recognition system employing local and holistic fea- 三维点个数和激光扫描仪获取的点数目相当，在北 tures.IEEE Trans Inf Forensics Secur,2012,7(3):978 [9]Islam S M S,Davies R,Bennamoun M,et al.Efficient de- 京科技大学三维重建人耳数据库上的大量实验证明 tection and recognition of 3D ears.Int J Comput Vision, 了所提方法的有效性和可行性 2011,95(1):52 [10]Liu H,Yan J Q,Zhang D.3D ear reconstruction attempts: 参考文献 using multi-view//Intelligent Computing in Signal Pro- cessing and Pattern Recognition,Vol.345.Kunming, [1]lannarelli A V.Ear Identification,Forensic Identification 2006:578 Series.Fremont:Paramount Publishing Company,1989 [11]Zeng H,Mu Z C,Wang K,et al.Automatic 3D ear re- [2]Xu C H,Li S,Tan T N,et al.Automatic 3D face recog- construction based on binocular stereo vision//2009 IEEE nition from depth and intensity Gabor features.Pattern International Conference on Systems,Man,and Cyber-第 期 李 深等 基于三维人耳形变模型的三维人耳重建 · · 由图可以看出, 本文所提方法重建出足够稠密 像素级的 的三维人耳模型, 且外耳轮廓和 内耳沟 回都非常清晰 , 同一人不同角度 的两幅二维图像所 恢复出的三维模型相似度很高 表 给出了本文方 法和 已发表的其他三维人耳重建方法在重建效果方 面 的对 比 下一步的研究将着重探讨 以下 内容 在进 行稠密对应时, 网格细分部分采用 了均匀划分 , 下 一步将研究如何结合人耳 的结构特征, 进行 自适应 的网格划分, 使得在引入更多有效三维信息的同时 减少计算量 进一步探索更精确的模型优化算 法 研究基于三维人耳形变模型的人耳识别 , 提 高识别率 表 三维人耳重建方法对 比 三维人耳模 型获取方法 结构光 激光扫描仪 基于 理论的三维人耳重建 基于极几何 基于准稠密匹配 ` 基于 描述子 ' ` 基于三维人耳形变模型的 三维人耳重建 本文方法 二维点数 、 、 、 、 、 结论 本文分析 了国内外各主要研究组在三维人耳 重建方面 的研究现状 , 包括取得 的成 果和值得 改 进 的地方 简要介绍了三维形变模型理论及其应用 基于对 已有三维人耳重建工作和形变模型理论的研 究, 结合人耳 自身的结构特征 , 提出了一种基 于 三维人耳形变模型的三维人耳重建方法 , 并解决了 三维人耳形变模型建立和优化过程中的几个关键问 题 , 为基于单幅照片的三维人耳重建研究提出了一 些创造性 的思路和方法 具体 的研究 内容和贡献如下 在三维人耳 样本的稠密对应阶段 , 创新性地使用中垂线法确定 了外耳轮廓特征点, 探讨了能更好拟合外耳轮廓的 特征点数 目, 并提出了分级三角网格法 , 实现 了不 同人耳基于生理特征的像素级稠密对应 将人 耳形状对齐作为一种后处理步骤 , 在稠密对应的基 础上进行 , 并借鉴广义普鲁克分析的思想, 实现了 精确 的且全 自动 的三 维人耳形状对齐 首次提 出了基于三维人耳形变模型的三维人耳重建完整架 构 , 使用美 国圣母大学的三维人耳数据库训练得到 了三维人耳形变模型 依据输入的单幅人耳图 像成功重建了对应的三维人耳模型, 所重建模型的 三维点个数和激光扫描仪获取 的点数 目相 当, 在北 京科技大学三维重建人耳数据库上的大量实验证 明 了所提方法的有效性和可行性 【 〕 参 考 文 献 【 。。诉 、, 二二 诉 亡二 “ · , , , , , 亡艺 己叩 亡, , , , 一 飞 · 二 艺。二 口 几 , , , 一 一 叭 一 。 。八 二 艺 几云 云 几 丫 〕 , , , 一 , 几 往 , 袁立, 穆志纯 基于子分类器融合的部分遮挡人耳识别 仪 器仪表学报, , 、从 , , , , “ 、 从 , , 王瑜, 穆志纯, 付冬梅, 等 基于小波变换和规范型纹理描 述子的人耳识别, 电子学报, , 、 , 爪尹锐 矶尹祝 尸 , , 陈雷蕾 王斌, 张立明 快速三维人耳提取与识别 计算机 辅助设计与 图形学学报 , , , , 一 一 一 · 乃飞〕 妇了 二 乞 。 , , , , , 玩 爪刀牡 叭 几, , , , 。, 一 几艺 乞夕。 刀二 夕 。 从夕。 , 乞 夕 几 亡 几 几, , , , 几艺 , 乙 可 〔 。 匆 , 二, 、 吻 二