表情穩(wěn)健的三維人臉重建與識別.pdf

1、三維人臉重建和識別是目前計算機圖形學和模式識別領(lǐng)域熱門研究課題之一，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注和深入研究。三維人臉重建技術(shù)能夠還原照片中人臉的三維形狀，在動畫制作、網(wǎng)絡(luò)游戲等領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價值，而基于三維重建的人臉識別技術(shù)理論上能夠完全擺脫目前二維人臉識別領(lǐng)域的瓶頸，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文針對單張圖片的三維人臉表情穩(wěn)健重建技術(shù)進行深入研究，并在此基礎(chǔ)上對基于重建的人臉識別技術(shù)做了一定探討，主要工作如下：
　　首先，在人臉數(shù)據(jù)預(yù)處理階

2、段提出一種光照穩(wěn)健的人臉檢測算法，并對三維人臉數(shù)據(jù)庫進行標準化。本文提出了一種三角二值模式描述算子，同時提出一種簡化投票策略的窗口掃描方法對窗口進行掃描。同時，對三維原始數(shù)據(jù)庫進行姿態(tài)校正、數(shù)據(jù)標準化操作，建立規(guī)范化后的三維人臉數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)庫進行二維投影得到樣本訓練庫與測試庫。
　　其次，提出一種由粗到精的三維人臉稀疏重建方法。將人臉重建過程視為由粗到精的重建過程，首先對關(guān)鍵特征點進行重建，得到中間人臉，并在中間人臉的基礎(chǔ)上根

3、據(jù)非關(guān)鍵特征點再次進行重建得到最終結(jié)果。該方法能夠在一定程度上提高重建精度和重建真實感。
　　隨后，提出一種基于壓縮感知理論的三維人臉稀疏重建方法。首先利用壓縮感知理論估計三維原型人臉與目標人臉的形狀相似性，根據(jù)相似性對原型樣本進行篩選并構(gòu)建相應(yīng)的形變模型；然后利用特征點信息進行稀疏模型匹配，并結(jié)合徑向基函數(shù)插值重建生成特定的三維人臉。該方法能夠有效提高重建精度和重建速度。
　　接著，提出一種基于形變模型和邊緣圖的人臉重建算

4、法。構(gòu)造由少量點組成能夠代表人臉主要區(qū)域的邊緣圖，通過邊緣圖的二維投影與輸入特征點構(gòu)成的局部邊緣線之間的匹配獲取最優(yōu)形變因子，進而完成特定人臉的重建。該方法能夠?qū)τ谌我庾藨B(tài)的人臉進行速度較快的重建且重建效果較好。根據(jù)算法原理，搭建了基于VC++的三維人臉重建平臺，該平臺可以對任意輸入圖像進行人臉重建。
　　最后，基于表情穩(wěn)健的三維人臉重建算法，對基于重建的人臉識別技術(shù)進行初步探討，并將二維識別與基于三維重建的識別結(jié)合起來加以研究。