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3D打印人脸图像的算法局限与分析

更新时间: 2019-10-24 14:26:31  查看次数: 604    
本次使用的素描合成算法应用范围受限,只能处理正脸肖像。对于图(a,d)无法应用素描合成算法。虽然使用如图(g-j)的算法框架可以处理任意输入图片,但是打印效果和原图相比可能并不理想。如图(e)所示,图(d)的FDoG滤波结果仍保存了过多细节,如胡须、头发、脸上皱纹处、眼周围等处。考虑到食品打印机不够精确,过于精细的部分无法还原导致打印结果(f)不够美观。


除了FDoG滤波器保留过多细节引起瑕疵,频繁回抽打印材料也会影响打印效果。由于打印材料较为粘稠,挤出和回抽初始阶段难保证材料挤出量的稳定,进而引起打印线条宽度过细或者过粗。在均匀挤出过程中,打印的线条宽度更稳定。如图(b)所示,头发区域由一系列细而密的线细成。在打印过程中需要频繁回抽打印材料。频繁回抽造成打印线条宽度不一致,最终造成了图(c)中头发区域的瑕疵。


打印平台也对打印效果有很大影响。切片面包不是理想的打印平台,将果酱打印到切片面包上会影响打印质量。切片面包边缘较硬而中间较软,放置在水平面上其边缘会略高于中间部分,造成打印平台不水平。在打印喷头移动过程中,为了不刮踏面包边缘需要相应提高喷头高度。但是在喷头运动到面包中必位置时,由于喷头与打印平台距离增大,加大了材料粘附在平台上的难度,造成打印路径中断。如图(i)所示,面包表面有很多孔洞,并且面包本身具有吸水性,也会导致打印路径变细甚至中断,图案不完整。


在体重调整程度较大时,肖像胖瘦调整算法在颈部附近容易引起明显变形。在目前算法框架中,颈部区域被划分到背景区域里,颈部并不会跟随人体胖瘦进行调整。如图所示,在变形程度较大时,颈部形变比较明显。


人体在增重、减重过程中,会影响到脸部其它细节。比如在人增重过程中,人脸轮廓线会扩张,皱纹变浅逐渐减少,体重增加到一定程度会出现双下己。在人减重过程中,人脸轮廓线收缩,皱纹加深。在目前算法中,并不能有效模拟皱纹、双下巴等细节。