基于幾何特征的三維人臉識(shí)別方法研究.pdf

1、近年來(lái)人臉識(shí)別以其方便、直接、有效而受到世人的矚目，在身份認(rèn)證、門(mén)禁系統(tǒng)、公共安全等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。早期的基于二維圖像的人臉識(shí)別已取得很大的成功，但仍然存在如姿態(tài)、光照、化妝、表情和遮擋等許多自身難以克服的缺陷。三維人臉模型相比于二維人臉圖像，包含更多的形狀信息，能夠更精確地反映臉部特征，同時(shí)不易受到姿態(tài)和光照的影響，因此成為當(dāng)前人臉識(shí)別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文在綜合研究了三維人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上

2、，針對(duì)表情、遮擋等影響識(shí)別的因素，從三維人臉模型的幾何特征分布出發(fā)，提出兩種新的三維人臉識(shí)別方法。本文的主要工作總結(jié)如下:
　　1.提出一種基于面部徑向曲線彈性匹配的三維人臉識(shí)別方法。首先，對(duì)三維人臉進(jìn)行預(yù)處理，提取從鼻尖點(diǎn)發(fā)射的多條面部徑向曲線，并對(duì)徑向曲線進(jìn)行重采樣后提取有用點(diǎn)以建立對(duì)應(yīng)徑向曲線之間的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系;然后，對(duì)測(cè)試人臉的每條徑向曲線與庫(kù)集人臉的對(duì)應(yīng)曲線進(jìn)行分層彈性匹配，再根據(jù)測(cè)試人臉與庫(kù)集人臉建立的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用對(duì)

3、應(yīng)點(diǎn)到鼻尖點(diǎn)的距離匹配曲線;最后，將每條曲線的兩種匹配相似度進(jìn)行加權(quán)融合作為總相似度用于識(shí)別。在FRGC數(shù)據(jù)庫(kù)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于面部徑向曲線彈性匹配的三維人臉識(shí)別方法具有很好的識(shí)別性能，并且對(duì)表情、遮擋和噪聲具有較好的魯棒性。
　　2.提出一種基于幾何特征融合的三維人臉識(shí)別方法。首先將三維人臉模型映射至深度圖像，并在深度圖像上使用幾何特征點(diǎn)定位算法快速定位包括鼻尖點(diǎn)在內(nèi)的多個(gè)幾何特征點(diǎn);再根據(jù)深度圖像與三維人臉模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系在

4、三維點(diǎn)云上定位對(duì)應(yīng)的幾何特征點(diǎn);隨后利用得到的鼻尖點(diǎn)對(duì)三維人臉模型進(jìn)行預(yù)處理;最后使用得到的幾何特征點(diǎn)、側(cè)面輪廓線和鼻子剛性區(qū)域作為分類(lèi)特征組成級(jí)聯(lián)分類(lèi)器，完成人臉識(shí)別。實(shí)驗(yàn)證明，該分類(lèi)器的設(shè)計(jì)很好地利用了多數(shù)據(jù)多技術(shù)融合的優(yōu)點(diǎn)，使用該分類(lèi)器進(jìn)行識(shí)別比單一方法識(shí)別具有更高的識(shí)別率，同時(shí)具備很快的識(shí)別速度。
　　本文對(duì)人臉的幾何特征進(jìn)行了深入的研究，人臉的幾何特征能夠有效地描述人臉曲面的形狀信息，且具有很好的表征性，用來(lái)進(jìn)行人臉識(shí)別