表情魯棒的三維人臉識(shí)別算法研究.pdf

1、過(guò)去二十年來(lái)，人臉識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中最重要的和最有吸引力的研究方向之一，并在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，如視頻監(jiān)控、考勤系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)安檢等。大量研究表明，傳統(tǒng)的二維人臉識(shí)別在受限環(huán)境中能夠獲得很好的識(shí)別性能，但是仍然受照明、姿態(tài)、化妝、面部表情等因素的影響。與二維人臉識(shí)別相比，基于三維人臉數(shù)據(jù)的人臉識(shí)別技術(shù)由于不受光照和姿態(tài)的影響，因而被認(rèn)為具有更廣闊的發(fā)展空間。但是三維人臉識(shí)別也面臨著許多困難和挑戰(zhàn)，表情變化是一個(gè)主要的問(wèn)題。本文對(duì)

2、現(xiàn)有的三維人臉識(shí)別方法進(jìn)行了總結(jié)和歸納，然后針對(duì)表情問(wèn)題，提出了兩種對(duì)表情變化具有魯棒性的三維人臉識(shí)別方法。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.提出一種基于半剛性區(qū)域面部輪廓線匹配的三維人臉識(shí)別方法。首先，對(duì)人臉進(jìn)行預(yù)處理，包括人臉數(shù)據(jù)平滑、人臉區(qū)域切割和人臉姿態(tài)矯正，將所有的人臉置于同一坐標(biāo)系下;然后，從三維人臉模型的半剛性區(qū)域提取人臉多條面部輪廓線來(lái)表征人臉面部曲面;最后，利用彈性曲線匹配算法計(jì)算不同三維人臉模型間對(duì)應(yīng)的輪廓

3、線在預(yù)形狀空間中的測(cè)地距離，將其作為相似性度量，并且對(duì)所有輪廓線的相似度向量進(jìn)行加權(quán)融合，得到總相似度用于分類(lèi)。在FRGC v2.0數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)表明，基于半剛性區(qū)域面部輪廓線匹配的三維人臉識(shí)別方法具有較強(qiáng)的識(shí)別性能，并且對(duì)表情變化具有很好的魯棒性。
　　2.提出一種基于表情不變特征的三維人臉識(shí)別方法。首先將所有人臉向標(biāo)準(zhǔn)人臉對(duì)齊并且進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)以獲取準(zhǔn)確的點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系;然后利用訓(xùn)練集人臉和標(biāo)準(zhǔn)人臉來(lái)構(gòu)建人臉形狀殘差空間和