·538· 智能系统学报 第13卷 而本文提出的算法能够得到更加稠密的人脸点云 利用每一个模型的照片对应的三维坐标，计算了 信息，而且得到的人脸结构也更加真实。可以看 每个照片对应的视差图，从而合成了每一个照片 出针对人脸结构的双目立体匹配的算法能够更加 对应的双目图像，即下文提及的左图和右图。其 准确地恢复出人脸的三维结构。 中bs003人物对应的双目图像和对应的视差图像 如图7所示。图7中展示了数据库中人物4（命名 为bs003人物)5个姿态下（不同列）的图像，第 1行图像是数据库中的原图，将此作为双目立体 视觉系统中的左摄像头获取的数据；第2行是通 过双目立体视觉原理模拟得到的右摄像头获取的 (a)BM算法 (b)SGBM算法 (c)本文算法 数据；第3行是对应双目立体视觉系统下的左图 图5不同算法对人脸的三维重建效果 视差值。此值作为后续估计的基准值。 Fig.5 Face 3-D renderings on different algorithms 图6展现了本文提出的方法对数据库1中的 部分人脸的三维结构恢复，由于侧面信息能够更 加直观地展现出人脸的深度信息，所以通过展示 人脸的侧脸深度信息来进行比较，前5张图是真 实人脸的三维点云效果图，最后一张是人脸照片 所得到的三维点云效果图。从图中可以看出，对 于不同的人都具有能够区分的三维结构，而人脸 照片并不具有人脸结构，说明重建的效果具有一 定的区分性。 3.2 Bosphorus数据库评估 现在大多数基于双目视觉进行人脸三维重建 的方法都只进行了定性分析，为了对本文提出的 算法进行定量分析，使用Bosphorus数据库进行 实验，但是数据库中只提供了一个摄像头采集的 照片，需要对图像进行双目合成。实验中，使用 数据库中每个人物的5个模型，这5个模型对应 不同的姿态（被命名为PRD、PRSD、PRSU、 PRU和YRR1O,分别代表向下倾斜，轻微向下 图6不同人物的人脸深度图 倾斜，轻微向上倾斜，向上倾斜，向右偏转10)。 Fig.6 Face 3-D renderings on different person (a)PRD姿态 (b)PRSD姿态 (c)PRSU姿态 (d)PRU姿态 (e)YRR1O姿态 图7bs003人物不同姿态 Fig.7 Different poses of bs003而本文提出的算法能够得到更加稠密的人脸点云 信息，而且得到的人脸结构也更加真实。可以看 出针对人脸结构的双目立体匹配的算法能够更加 准确地恢复出人脸的三维结构。 (a) BM算法 (b) SGBM算法 (c) 本文算法 图 5 不同算法对人脸的三维重建效果 Fig. 5 Face 3-D renderings on different algorithms 图 6 展现了本文提出的方法对数据库 1 中的 部分人脸的三维结构恢复，由于侧面信息能够更 加直观地展现出人脸的深度信息，所以通过展示 人脸的侧脸深度信息来进行比较，前 5 张图是真 实人脸的三维点云效果图，最后一张是人脸照片 所得到的三维点云效果图。从图中可以看出，对 于不同的人都具有能够区分的三维结构，而人脸 照片并不具有人脸结构，说明重建的效果具有一 定的区分性。 3.2 Bosphorus 数据库评估 现在大多数基于双目视觉进行人脸三维重建 的方法都只进行了定性分析，为了对本文提出的 算法进行定量分析，使用 Bosphorus 数据库进行 实验，但是数据库中只提供了一个摄像头采集的 照片，需要对图像进行双目合成。实验中，使用 数据库中每个人物的 5 个模型，这 5 个模型对应 不同的姿态 (被命名为 PR_D、PR_SD、PR_SU、 PR_U 和 YR_R10，分别代表向下倾斜，轻微向下 倾斜，轻微向上倾斜，向上倾斜，向右偏转 10°)。 利用每一个模型的照片对应的三维坐标，计算了 每个照片对应的视差图，从而合成了每一个照片 对应的双目图像，即下文提及的左图和右图。其 中 bs003 人物对应的双目图像和对应的视差图像 如图 7 所示。图 7 中展示了数据库中人物 4(命名 为 bs003 人物)5 个姿态下 (不同列) 的图像，第 1 行图像是数据库中的原图，将此作为双目立体 视觉系统中的左摄像头获取的数据；第 2 行是通 过双目立体视觉原理模拟得到的右摄像头获取的 数据；第 3 行是对应双目立体视觉系统下的左图 视差值。此值作为后续估计的基准值。 图 6 不同人物的人脸深度图 Fig. 6 Face 3-D renderings on different person (a) PR_D姿态 (b) PR_SD姿态 (c) PR_SU姿态 (d) PR_U姿态 (e) YR_R10姿态 图 7 bs003 人物不同姿态 Fig. 7 Different poses of bs003 ·538· 智 能 系 统 学 报 第 13 卷