基于三維人臉模型的多姿態(tài)人臉識(shí)別.pdf

1、人臉識(shí)別是當(dāng)前生物特征識(shí)別的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，在信息安全、視頻監(jiān)控、視頻跟蹤等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，人臉識(shí)別方法主要集中在二維圖像方面，但由于受到光照、姿態(tài)、表情變化等因素的影響，其識(shí)別的準(zhǔn)確度受到很大的限制。到目前為止，建立一個(gè)魯棒的人臉識(shí)別系統(tǒng)仍然是一個(gè)很困難的問(wèn)題。三維人臉模型具有比二維人臉圖像更豐富的信息，利用三維人臉模型是解決目前問(wèn)題的有效方法之一。三維人臉識(shí)別的核心部分是建立對(duì)應(yīng)的三維人臉模型，而如何獲得形狀模型和精確的

2、紋理映射是構(gòu)建模型的關(guān)鍵。這個(gè)問(wèn)題在人臉重建領(lǐng)域尚未得到很好解決。 本文深入研究了基于圖像和模型的人臉模型重建方法，提出了全新的重建思路；探討了如何利用模型解決二維人臉識(shí)別中的姿態(tài)問(wèn)題；提出了一種利用三維人臉模型的多姿態(tài)二維人臉識(shí)別方法。具體研究?jī)?nèi)容包括： (1)采用徑向基函數(shù)與B樣條曲線相結(jié)合的方法，進(jìn)行三維人臉建模采用立體視覺(jué)重建三維特征點(diǎn)，通過(guò)人臉正側(cè)面圖像特征點(diǎn)的分層、分部位的徑向基函數(shù)重構(gòu)一般人臉模型，得到部位

3、輪廓特征明顯的三維特定人臉模型，利用B樣條曲線進(jìn)行三維人臉曲面重構(gòu)：然后運(yùn)用拉普拉斯金字塔法得到近似的人臉全視角紋理圖；再將近似人臉全視角紋理圖映射到三維特定人臉模型，從而得到三維特定真實(shí)感的人臉模型。 (2)通過(guò)計(jì)算人臉旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自由度，估計(jì)出人臉的姿態(tài)參數(shù)提出了一種無(wú)需任何附加設(shè)備，在單目攝影環(huán)境下，根據(jù)攝影幾何理論，配合人面貌形態(tài)特征，僅使用一張單目環(huán)境下拍攝的圖像，對(duì)人臉姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行近似估計(jì)。通過(guò)分別計(jì)算人臉旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自

4、由度，可以快速估計(jì)出入臉的姿態(tài)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，估計(jì)出的結(jié)果值與真實(shí)姿態(tài)十分近似，是一種有效的人臉姿態(tài)參數(shù)估計(jì)方法。 (3)應(yīng)用三維人臉模型，解決了姿態(tài)對(duì)人臉識(shí)別的影響首先，通過(guò)正側(cè)面圖像，采用B樣條曲線與徑向基函數(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行三維人臉重建，保存三維人臉模型做為庫(kù)存圖像；然后通過(guò)計(jì)算待匹配人臉圖像的三個(gè)自由度，估計(jì)出人臉的姿態(tài)參數(shù)；再結(jié)合待匹配人臉圖像的姿態(tài)參數(shù)與三維人臉模型庫(kù)，生成與待匹配圖像相同姿態(tài)的二維人臉圖像；最后，此