改進(jìn)的ICP算法在快速三維人臉識別中的應(yīng)用研究.pdf

1、人臉識別憑借其便捷、友好、隱蔽等優(yōu)勢，在視頻監(jiān)控等公共安全領(lǐng)域、考勤系統(tǒng)等生活應(yīng)用領(lǐng)域、在線支付身份認(rèn)證等個(gè)人應(yīng)用領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用前景，一經(jīng)提出就成為了生物識別領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域最有吸引力的研究方向之一。二維人臉識別在限制條件下取得了較為理想的識別效果。但二維圖像包含信息有限，導(dǎo)致二維人臉識別無法正確處理表情、光照等因素的影響；另一方面，三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展與硬件設(shè)備的不斷優(yōu)化，使得三維人臉識別技術(shù)的規(guī)?；芯砍蔀榭赡?。

2、>　　三維人臉識別不受光照、姿態(tài)、化妝等因素的影響，同時(shí)包含更為豐富的面部幾何信息，具有更廣闊的發(fā)展前景。但三維人臉數(shù)據(jù)易受表情變化影響，且數(shù)據(jù)計(jì)算量隨人臉數(shù)目增加而攀升，因此現(xiàn)階段表情問題與算法效率問題成為制約三維人臉識別準(zhǔn)確度與應(yīng)用性能的重要瓶頸。針對上述兩個(gè)問題，本文提出了一種基于剛性區(qū)域人臉特征與改進(jìn) ICP算法的快速三維人臉識別方案。本論文用CASIA3D人臉庫，對提出的模型進(jìn)行評估，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的模型具有表情魯棒、實(shí)時(shí)

3、性高的優(yōu)點(diǎn)，與同類算法相比，取得了較好的識別性能。主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)提出了一種基于平均曲率的有價(jià)值鼻部側(cè)輪廓提取算法：通過計(jì)算側(cè)輪廓線上每一點(diǎn)的平均曲率來精確定位各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，從而準(zhǔn)確截取有價(jià)值側(cè)面輪廓線，并將其作為基于改進(jìn)Hausdorff距離的粗匹配階段的特征，通過設(shè)定距離閾值排除不相似人臉，從而減少人臉識別過程中不必要的計(jì)算量，提高了算法的實(shí)時(shí)性。
　　(2)提出了一種基于模糊聚類的剛性區(qū)域最優(yōu)等測地距離

4、輪廓線提取算法，并提出一種新的曲線聚類效果評估算法：對提取到的剛性區(qū)域輪廓線進(jìn)行模糊聚類，利用類間差異性，保留最少數(shù)目的輪廓線來表征最全面的人臉信息；提出了相應(yīng)的聚類效果評估算法，從而保證聚類結(jié)果的最優(yōu)性。
　　(3)提出兩種方式改進(jìn)了ICP算法：改進(jìn)了ICP算法迭代配準(zhǔn)過程中的剛性變換更新量計(jì)算參數(shù)，從而加快 ICP算法的全局收斂速度，并在一定程度上增強(qiáng)了ICP算法收斂結(jié)果的全局最優(yōu)性；結(jié)合動量算法的思想，提出了一種剛性變換計(jì)算