本發(fā)明公開了一種發(fā)音器官三維建模方法，該方法包括：從可見光圖像中提取外部表觀發(fā)音器官輪廓，并將該輪廓與發(fā)音器官通用三維幾何模型進行匹配，獲得重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型；從X光圖像中提取口腔內(nèi)部發(fā)音器官輪廓，并將該輪廓與所述發(fā)音器官通用三維幾何模型進行匹配，獲得重建后的口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型；利用可見光圖像和X光圖像的匹配關系來融合重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型與口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型，從而得到完整的發(fā)音器官三維模型。本發(fā)明公開的方法，可以準確、快速的獲得一種能從內(nèi)到外地反映發(fā)音器官在發(fā)音時真實形狀的發(fā)音器官模型。

1.一種發(fā)音器官三維建模方法，其特征在于，該方法包括：
從可見光圖像中提取外部表觀發(fā)音器官輪廓，并將該輪廓與發(fā)音器官通用三維幾何模
型進行匹配，獲得重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型；
從X光圖像中提取口腔內(nèi)部發(fā)音器官輪廓，并將該輪廓與所述發(fā)音器官通用三維幾何
模型進行匹配，獲得重建后的口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型；
利用可見光圖像和X光圖像的匹配關系來融合重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型與
口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型，從而得到完整的發(fā)音器官三維模型。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述發(fā)音器官通用三維幾何模型的步
驟包括：
利用核磁共振成像技術采集得到的一精細化的口腔內(nèi)部發(fā)音器官通用幾何三維模型；
將FaceGen軟件中的皮膚模型作為描述外部表觀發(fā)音器官的通用三維幾何模型；
將所述精細化的口腔內(nèi)部發(fā)音器官通用幾何三維模型與所述描述外部表觀發(fā)音器官
的通用三維幾何模型經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、縮放和平移操作后，組合成為一發(fā)音器官通用三維幾何模
型。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，從可見光圖像中提取外部表觀發(fā)音器官輪
廓及從X光圖像中提取口腔內(nèi)部發(fā)音器官輪廓包括：
采用三個分量的混合高斯模型來建模可見光圖像和X光圖像中發(fā)音器官區(qū)域中像素的
顏色值，并采用二階自回歸方程來在線更新混合高斯模型中個各個分量的均值、方差和權
重；
由可見光圖像中像素的顏色值與該圖像對應的混合高斯模型匹配獲得外部表觀發(fā)音
器官輪廓；由X光圖像中像素的顏色值與該圖像對應的混合高斯模型匹配獲得口腔內(nèi)部發(fā)
音器官輪廓。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，獲得重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型
與口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型包括：
在所述發(fā)音器官通用三維幾何模型上根據(jù)發(fā)音器官的生理特性建立生理動畫模型；
基于發(fā)音器官通用三維模型，以生理動畫模型為約束，分別對從可見光圖像和X光圖像
中提取的輪廓進行匹配來估計人臉動畫參數(shù)：
$J=\left|\right|X\left(C\right)-X_d\left|\right|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}D\left({\mathrm{\α}}_i\right);$
其中，C＝(α₁,α₂,...,α_m)為肌肉激勵參數(shù)向量，為對應于第i條肌肉的激勵參數(shù)，X_d為提
取得到的輪廓，ρ為常量，D(α_i)為對應于第i條肌肉的懲罰函數(shù)；
由估計出的人臉動畫參數(shù)驅(qū)動所述生理動畫模型來完成三維重建，從而分別得到外部
表觀發(fā)音器官三維模型與口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述利用可見光圖像和X光圖像的匹配
關系來融合重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型與口腔內(nèi)部發(fā)音器官三維模型包括：
選擇正面垂直、無表情和無發(fā)音狀態(tài)下的可見光圖像和X光圖像作為參考圖像，在參考
圖像上標記若干個特征點，并在所述發(fā)音器官通用三維幾何模型的對應位置進行特征點標
記；
在所述參考圖像和所述發(fā)音器官通用三維幾何模型上定義能夠描述人頭形狀特性的
距離參數(shù)；
根據(jù)所述距離參數(shù)將所述參考圖像和所述發(fā)音器官通用三維幾何模型劃分為多個區(qū)
間，并計算所述參考圖像和所述發(fā)音器官通用三維幾何模型的對應區(qū)間的分段線性仿射變
換，進而計算所述參考圖像上特征點與所述發(fā)音器官通用三維幾何模型上對應特征點的仿
射變換矩陣；
以所述發(fā)音器官通用三維幾何模型為中介，得到可見光圖像和X光圖像之間的仿射變
換關系，并根據(jù)獲得的仿射變換關系來融合重建后的外部表觀發(fā)音器官三維模型與口腔內(nèi)
部發(fā)音器官三維模型。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述從可見光圖像中提取外部表觀發(fā)音器
官輪廓包括：
從可見光正側(cè)面圖像中提取外部表觀發(fā)音器官正側(cè)面輪廓。