基于3D模型的多姿態(tài)虛擬人臉識別算法.pdf

1、人臉識別技術(shù)是一種利用計算機提取人臉圖像中特殊表征信息并基于該信息實現(xiàn)對象匹配和分類的身份識別技術(shù)。在實際生活中，人臉圖像的采集更方便和直接，因此人臉識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用在政府、商業(yè)等各個領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它覆蓋了數(shù)學、計算機科學、心理學等多個學科，它對各學科的發(fā)展具有重要的理論指導(dǎo)意義。目前，人臉識別技術(shù)已經(jīng)成為了機器視覺（Machine Vision）、人工智能（Artificial Intelligence）和模式識別（Pat

2、tern Recognition）等多個領(lǐng)域的前沿課題，因此深入研究該技術(shù)具有重大的實際應(yīng)用價值和理論意義。
　　目前眾多的人臉識別算法在較為理想的環(huán)境中都取得了不錯的實驗效果，但是在實際應(yīng)用中，外界環(huán)境的變化對識別結(jié)果的影響甚至會大于人臉類別之間的差異。在實際應(yīng)用中，由于采集標準的正面人臉圖像比較困難，因此人臉姿態(tài)的變化大大增加了人臉識別研究難度，并且它已經(jīng)成為了模式識別與機器視覺里面最為經(jīng)典的問題之一。針對姿態(tài)變化給人臉識別研

3、究帶來的各種問題，本文主要提出了一種基于3D模型生成虛擬圖像的多姿態(tài)人臉識別算法。它的核心思想主要是首先對人臉偏轉(zhuǎn)建立3D模型，并基于該模型將標準人臉庫中所有正面人臉圖像轉(zhuǎn)成多姿態(tài)的虛擬人臉視圖，然后分別對虛擬人臉視圖和多姿態(tài)的待識別人臉圖像進行特征提取，并基于該特征利用分類器進行匹配識別和輸出識別結(jié)果。
　　首先，本文簡單總結(jié)了多姿態(tài)人臉識別研究的近況和主要挑戰(zhàn)，并從姿態(tài)矯正和生成多姿態(tài)虛擬樣本兩個方面詳細介紹了近幾十年多姿態(tài)人

4、臉識別的主要研究成果和方法，然后對它們各自的優(yōu)缺點和性能進行了詳細的描述和比較。
　　然后，本文提出了一種基于3D模型生成虛擬圖像的非正面姿態(tài)人臉識別算法，該算法首先基于人臉左右偏轉(zhuǎn)推導(dǎo)出人臉特征點在3D空間中與二維平面上的關(guān)系式，然后基于該關(guān)系式得到人臉特征點在二維平面中與偏轉(zhuǎn)角度的函數(shù)關(guān)系式，最后利用該函數(shù)關(guān)系式生成左右偏轉(zhuǎn)任意角度的虛擬人臉圖像。另外，本文還介紹了一種基于多項式函數(shù)擬合的多姿態(tài)虛擬圖像生成算法，并對比和分析了