基于幾何特征的三維人臉識別方法研究.pdf

1、近年來人臉識別以其方便、直接、有效而受到世人的矚目，在身份認(rèn)證、門禁系統(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)前人臉識別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注。本文在綜合研究了三維人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上

2、，針對表情、遮擋等影響識別的因素，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別方法。首先，對三維人臉進(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，并對徑向曲線進(jìn)行重采樣后提取有用點(diǎn)以建立對應(yīng)徑向曲線之間的點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系;然后，對測試人臉的每條徑向曲線與庫集人臉的對應(yīng)曲線進(jìn)行分層彈性匹配，再根據(jù)測試人臉與庫集人臉建立的點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系，利用對

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別。在FRGC數(shù)據(jù)庫上的實(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別方法具有很好的識別性能，并且對表情、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應(yīng)關(guān)系在

4、三維點(diǎn)云上定位對應(yīng)的幾何特征點(diǎn);隨后利用得到的鼻尖點(diǎn)對三維人臉模型進(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)域作為分類特征組成級聯(lián)分類器，完成人臉識別。實(shí)驗(yàn)證明，該分類器的設(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)，使用該分類器進(jìn)行識別比單一方法識別具有更高的識別率，同時(shí)具備很快的識別速度。
　　本文對人臉的幾何特征進(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，用來進(jìn)行人臉識別