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浮雕是一种特色的艺术形式,已经从传统人工制作向数字化发展,但主要依靠人工进行设计,对操作者的美术能力要求高。然而,随着3D建模技术日趋成熟,3D人像模型与浮雕的结合有利于浮雕数字化发展,推动定制化新兴产业,满足人们对定制化人像产品的需求。因此基于3D人像模型的浅浮雕建模算法是一个具有意义的研究课题。本文先介绍从原始2D照片采集到3D模型的建立方案,然后详细分析从立体人像模型非线性压缩后,得到人像浅浮雕的过程,最后提出了结合水印的浅浮雕建模方法。本文的主要贡献有:(1)针对多张照片采集过程中存在的设备成本高,不易搬动,采集时间长,有效照片质量差等问题,提出了一种3D模型的获取方案。该方案可以提高采集效率和2D照片质量,为最终3D人像模型提供良好的原始数据,得到较高精度的立体人像模型。(2)针对Weyrich浅浮雕建模算法中出现的深度灰度图细节信息少,人脸五官特征不明显,人像浅浮雕精度低等缺陷,提出了基于全变分的浅浮雕建模算法。在图像去噪算法的启发下,通过将深度灰度图与含雾图像类比,得到更加清晰、适合定制人像浅浮雕灰度图。最后,从主客观两方面对实验结果进行对比验证。(3)现有的浅浮雕建模算法没有结合水印,为提高浅浮雕的安全性,提出了结合深度图水印的浅浮雕建模方法。通过深度灰度图与二维倒谱域算法结合,将水印嵌入到浅浮雕中,然后对嵌入水印的浮雕进行浮雕编辑攻击,最后提取编辑后浮雕对应灰度图中水印,并通过水印评价标准对实验结果进行验证。