制造业发展的一个重要趋势是不断开发个性化定制产品,以满足快速发展的市场需求。当前,一类与人像有关的个性化定制产品正逐渐形成一个潜在的新兴产业。此产业主要包括两个环节,第一个是基于二维图像重建特定三维人像模型,第二个是把特定三维人像模型用数控机床加工获得人像产品。此产业成败的一个重要问题是人像产品与建模对象之间的相似度问题,其关键在于数控加工前的三维人像模型与建模对象之间的相似度问题。目前针对此产业的三维人像模型相似度评价方法多采用主观评价、专家打分的方式,但是这种方式存在主观性太强、评价结果不稳定的缺点。因此,有必要建立统一的相对客观的相似度评价体系和方法。本文结合个性化定制人像产品开发的研究项目,对面向数控加工的三维人像模型的相似度评价方法进行研究。研究内容主要包括以下几个方面:首先,通过对面向数控加工的三维人像模型的特点及相似度评价需求的分析,研究了面向数控加工的三维人像模型相似度评价技术体系,该体系包括相似度评价框架结构和相似度评价流程两部分内容,并对相似度评价关键技术进行了分析。其次,对三维人像模型的配准技术进行研究,该技术包括配准前期准备和模型配准实施两部分内容。在配准前期准备中,对三维人像模型尤其是基于图像的重建模型数据的获取技术进行介绍,对三维人像模型的数据处理技术进行重点研究;在模型配准实施中,针对三维人像重建模型与三维人像基准模型来自不同的坐标系,利用人脸特有的结构形状特征,提出分两步对模型进行配准的方法,即基于人脸特征对应点拾取的初始配准和基于改进ICP算法的精确配准的两步模型配准法。再次,在模型配准的基础上,研究基于模型误差的三维人像模型相似度计算方法,该方法由模型误差分析和相似度计算模型的构建两个过程构成。模型误差分析主要包括模型误差计算和模型误差显示两部分内容;相似度计算模型的构建主要由模型平均误差的求取和相似度计算函数的建立两个过程构成,重点分析相似度函数需要满足的条件。最后,把研究成果应用于个性化定制人像产品开发项目中,对本文提出的面向数控加工的三维人像模型相似度评价方法进行验证和初步应用。