1、真實感三維人臉合成技術在計算機視覺和圖形學領域一直是備受關注的研究熱點，研究成果豐富。主要成果集中于人臉建模和動畫合成，以及人臉合成中的幾個分支，如人臉表情、姿態(tài)、光照等；與其相比，人臉的衰老合成無疑具有更大的挑戰(zhàn)性。同時，人臉衰老化研究也有非常廣泛應用前景，不僅能提高三維人臉合成真實感，而且其成果可以廣泛應用于電影、廣告、游戲、虛擬會議、刑偵等領域。
　　 相比與二維人臉圖像衰老研究，三維人臉衰老合成更為困難的原因之一在于，前

2、者可通過舊照片掃描方式獲得源數(shù)據，即多人在不同年齡的人臉圖像序列，而后者數(shù)據的獲取需要長期跟蹤同一人不同年齡的三維人臉數(shù)據序列，存在實現(xiàn)上的難度。雖然經過近幾年的發(fā)展，取得了一些成果，但是人臉衰老化的研究還遠未成熟。因此開展此類工作有重要的研究意義與應用價值。
　　 人臉衰老化合成是研究衰老變化規(guī)律以及如何反映年齡對應的衰老程度。本文在對當前國內外人臉衰老化合成研究成果進行深入分析的基礎上，探討了基于小波變換與人臉形變模型相結合

3、的三維人臉合成問題，重點解決三維衰老人臉庫構建、衰老模板提取、衰老紋理特征變換以及基于衰老紋理變化的幾何形狀調整問題。本文在以下幾個方面取得了一定的突破和進展，獲得了一定的研究成果。主要研究成果如下：
　　 1.三維人臉衰老數(shù)據庫的構建。
　　 三維人臉衰老數(shù)據庫對三維人臉衰老化研究與應用來說是不可缺少的數(shù)據資源。而三維人臉衰老模擬目前還存在數(shù)據缺乏、獲取及操作不便的缺點，限制了其應用推廣。本文采用改進的形變模型方法將真

4、實人臉衰老圖像重建成三維人臉：利用二維人臉衰老圖像庫構建了三維人臉衰老數(shù)據庫；并根據性別和年齡形成三維衰老人臉性別子庫和衰老子庫。該三維人臉衰老數(shù)據庫的構建可為三維人臉哀老化研究提供數(shù)據基礎，有效地緩解了三維衰老人臉研究數(shù)據缺乏的困境。
　　 2.基于小波和紋理移植的三維衰老人臉紋理合成。
　　 小波變換方法被廣泛運用于圖像以提取細節(jié)特征。具體到人臉圖像來說，其圖像分解后的相應小波低頻分量反映出其固有的臉形與結構特征，而

5、高頻分量則承載著紋理上更細節(jié)的信息，如皮膚褶皺、斑點等，這些正是人臉衰老后皮膚所呈現(xiàn)出的典型特征。本文采用離散小波變換(DWT)從三維衰老人臉紋理上提取蘊含衰老特征的高頻信息，然后通過一種子圖替換的紋理移植的方法，將該高頻信息以特定方式融合到待處理的人臉紋理圖像中，最后再通過小波逆變換進行處理，得到增加了衰老特征的新紋理。實驗結果表明該方法能合成皺紋等衰老特征的合成效果，比較逼真地模擬不同人臉在不同年齡段的衰老變化，并能方便地推廣到諸多

6、應用領域。3.基于紋理變化的三維衰老人臉幾何形狀合成。
　　 上述衰老紋理的合成使得待處理人臉獲得了視覺上的衰老效果。本文所構建的三維人臉數(shù)據庫，保證了人臉幾何網格與紋理數(shù)據點的一一對應關系，使得基于紋理的變化合成衰老人臉的網格具備了可行性。具體地，通過在紋理圖像中選擇位移較大的頂點子集定義為衰老特征點，并利用紋理與網格之間的變形保持映射關系，將衰老特征點的紋理變化映射為網格形狀上的變化；進而通過網格插值方法計算人臉網格中非衰老