三維人臉識別中若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、隨著信息化社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的口令式身份識別方法已無法滿足人類的需求，人們迫切需要一種更加便捷、有效的身份識別技術(shù)。生物特征識別技術(shù)是一種根據(jù)人體自身所固有的生理特征和行為特征來識別身份的技術(shù)，由于其終生不變、不易偽造等優(yōu)點，已成為身份識別技術(shù)的重要發(fā)展方向。三維人臉識別技術(shù)是一種典型的生物特征識別技術(shù)，由于其在理論研究意義和現(xiàn)實應(yīng)用中的巨大價值已成圖像處理、計算機視覺、模式識別和人工智能領(lǐng)域重要的研究方向。三維人臉識別技術(shù)具有非接觸

2、性、信息完備、對光照條件不敏感等優(yōu)點；但同時也受到數(shù)據(jù)處理難度大、姿態(tài)表情年齡等因素、自動化程度不高等條件的制約。
　　本文基于國內(nèi)外三維人臉識別領(lǐng)域最新的研究成果，針對三維人臉識別過程中的若干關(guān)鍵問題進行深入研究。并通過理論分析和大量實驗，驗證了本文中所提出算法的有效性。本文主要的創(chuàng)新點和貢獻如下：
　　(1)傳統(tǒng)的人臉識別方法僅僅利用了二維人臉圖像中的灰度信息。本文將復(fù)數(shù)域的表達形式引入到人臉圖像的表達中，將一一對應(yīng)的二

3、維灰度數(shù)據(jù)和三維深度數(shù)據(jù)融合表達。并將該復(fù)數(shù)域表達方法與特征臉算法、Fisherface算法適當結(jié)合，提出復(fù)數(shù)域特征臉算法和復(fù)數(shù)域Fisherface算法，將多數(shù)據(jù)融合思想應(yīng)用于人臉識別過程。
　　(2)對于不同姿態(tài)下的人臉圖像，僅僅采用二維灰度信息往往很難獲得理想的識別效果。三維人臉圖像包含了人臉原始的幾何信息。特別是三維人臉深度圖，在旋轉(zhuǎn)過后具有幾何上的連續(xù)性。對于不同姿態(tài)條件下的三維人臉圖像，通過旋轉(zhuǎn)插值將圖像校正到人臉正中

4、面的狀態(tài)，再進行人臉識別實驗。該方法充分利用人臉圖像的三維信息，減少了不同姿態(tài)對人臉識別率的影響。
　　(3)隨著成像技術(shù)的發(fā)展，圖像分辨率越來越高，三維圖像數(shù)據(jù)量龐大。本文提出了利用等高線理論實現(xiàn)三維人臉特征提取的算法。針對三維人臉深度圖像，利用曲面等高線和傅里葉描繪子完成特征提取，通過三維人臉等高線特征來進行人臉識別，在相關(guān)人臉庫中的實驗獲得了較好的識別效果。
　　(4)近年來，流形學(xué)習(xí)理論在模式識別、數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)