基于3D模型的多姿態(tài)虛擬人臉識(shí)別算法.pdf

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

2、tern Recognition）等多個(gè)領(lǐng)域的前沿課題，因此深入研究該技術(shù)具有重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論意義。
　　目前眾多的人臉識(shí)別算法在較為理想的環(huán)境中都取得了不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)效果，但是在實(shí)際應(yīng)用中，外界環(huán)境的變化對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響甚至?xí)笥谌四橆悇e之間的差異。在實(shí)際應(yīng)用中，由于采集標(biāo)準(zhǔn)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(shí)別研究難度，并且它已經(jīng)成為了模式識(shí)別與機(jī)器視覺里面最為經(jīng)典的問(wèn)題之一。針對(duì)姿態(tài)變化給人臉識(shí)別研

3、究帶來(lái)的各種問(wèn)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(shí)別算法。它的核心思想主要是首先對(duì)人臉偏轉(zhuǎn)建立3D模型，并基于該模型將標(biāo)準(zhǔn)人臉庫(kù)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(duì)虛擬人臉視圖和多姿態(tài)的待識(shí)別人臉圖像進(jìn)行特征提取，并基于該特征利用分類器進(jìn)行匹配識(shí)別和輸出識(shí)別結(jié)果。
　　首先，本文簡(jiǎn)單總結(jié)了多姿態(tài)人臉識(shí)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(gè)方面詳細(xì)介紹了近幾十年多姿態(tài)人

4、臉識(shí)別的主要研究成果和方法，然后對(duì)它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和性能進(jìn)行了詳細(xì)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)式函數(shù)擬合的多姿態(tài)虛擬圖像生成算法，并對(duì)比和分析了