近年来,通过计算机对人脸进行自动处理成为当前计算机视觉、模式识别、计算机图形学等领域的一个热点研究课题,在影视制作、视频会议、智能人机交互等方面有着广泛的应用前景。本文讨论基于近红外相机的人脸特征提取和三维重建系统的设计与实现问题。一般而言,人脸特征提取和三维重建系统应由以下几个模块组成:摄像机定标、特征检测提取、三维重建和三维显示。本文工作重点集中在两个方面,一方面研究特征检测提取模块关键技术,另一方面研究原型系统整体的架构与实现。论文首先阐述了国内外研究现状和存在的问题,并简要介绍了论文的主要思路和内容。然后在第二章中分别对人脸表情特征提取和三维重建两个领域现有的主流方法进行了详细综述。接着在第三章中介绍了整个系统的设计与实现,重点讨论了根据近红外相机人脸成像的特点,对人脸图像的特征提取效果进行改进的两个方法:基于mark点几何特征和基于极线几何约束的方法,并介绍了利用Intel公司的Open Computer Vision Library(OpenCV)函数库实现系统的过程。论文最后对实验的结果进行了分析,对影响实验结果的三个重要因素的取值进行了讨论,并给出了结论。