用于面部虛擬整形的三維人臉重建系統設計

孫 碩，嵇曉強，劉 丹

(長春理工大學生命科學技術學院，長春 130022)

面部整容手術由于不能在術前對患者面部進行客觀定量的形態學評價，極易導致手術結果的不理想甚至失敗[1]。而且，整形醫生僅憑專業知識與經驗無法精準量化人臉數據，手術過程缺乏客觀有效指導。

三維重建技術借助三維掃描設備采集數據，對采集到的三維數據進行去噪、計算機圖像處理、重建等操作，重塑掃描體形態[2]。三維重建根據相機的不同，可分為單、雙目重建，深度相機重建三種方式。單目重建常規上使用運動結構(structure from motion，SFM)重建算法，該算法可對多幅無序圖片進行重建；雙目重建利用雙鏡頭拍攝矯正圖片，根據三角測量原理恢復出環境的三維信息[3]；深度相機重建主要是對采集到的深度圖像通過計算機加工處理，深度圖像中的像素值為物體與鏡頭之間的距離，對其進行坐標轉換得到點云數據，處理點云數據構建三維模型。近年來，深度相機獲取深度圖像的技術得到了完善和進步，該方法重建精度高，已成為三維重建的主要方法[4]。

三維重建技術與被測物無接觸，被廣泛用于整形外科人體形態的建模。Xiao等[5]利用三維重建，對三維數據處理并制作假耳輪廓，為小耳畸形患者提供手術指導。Jung等[6]對眼部進行三維掃描并重建眼球模型對眼部疾病進行輔助治療。然而，由于三維重建技術對硬件設備和軟件算法都有較高的要求，目前中外成熟完善的重建系統還是很少。……