Surface-Based Algorithms for Facial Mesh Comparision

Mgr. Igor Chalás

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

Modelování lidského obličeje, jeho rekonstrukce nebo generování hrají klíčovou roli v mnoha disciplínách od umění po anatomii, osteologii, antropologii a forenzní vědy. Techniky, které tyto úkoly umožňují, mohou pomoci archeologům při rekonstrukci historických památek. Stejné techniky mohou být použity během kriminálního vyšetřování nebo úkonů v plastické chirurgii. S pokrokem v oblasti počítačové grafiky a vidění mohou výzkumní a kliničtí pracovníci vykonávat počítačem podporované porovnání, plánovat operace nebo určovat diagnózy automatizovaně. Takové automatizované úkony jsou však vysoce závislé na specifikaci softwaru a zabudovaných algoritmech. V našem výzkumu se zaměřujeme na vývoj nových algoritmů a technik pro vytváření a následné zpracování 3D identikitů. Vyvíjené algoritmy mohou být použity pro komplexní výzkumné úlohy, jakými jsou porovnávání 3D modelů lidského obličeje a jeho využití při určování variability v morfologii skupiny mnoha jedinců. Naším cílem je optimalizovat proces porovnávání, kdy je srovnáváno více 3D modelů obličeje současně – zadefinovat správnou metriku a zarovnání polygonálních sítí.

Abstract:

Modeling of faces, their reconstruction or generation plays a crucial role in many disciplines, ranging from art to anatomy, osteology, anthropology and forensic science. Techniques enabling to perform these tasks can serve the archaeologists when reconstructing historical remains. Moreover, the same techniques can be utilized in criminal investigations or when performing complex facial surgeries. With advances in computer graphics and vision researchers and clinicians are able to perform various computer-aided comparisons, surgery planning or diagnostic assessments automatically. Such automatic operations are, however, highly dependent on software specifications and in-built algorithms. In our research we concentrate on developing novel algorithms and techniques for creating and further processing 3D facial composites. The algorithms can be utilized in complex research tasks, such as comparing 3D facial models and using this information for determining the morphological variability of large groups of individuals. Our aim is to optimize the process of comparing multiple 3D face models – to define correct comparison metric and alignment of facial meshes.

Keywords

Surface-based Comparison, Facial Analysis, 3D Face Database, 3D Face Composite, Comparative Vizualization

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 10. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 15. 1. 2015
• Reader: prof. Dr. Ing. Ivana Kolingerová, doc. RNDr. Pavel Matula, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Informatics / Computer Graphics