双目视觉下基于区域生长的三维人脸重建算法

为解决传统立体匹配算法匹配低纹理人脸图像时极易产生误匹配的问题,提出一种基于区域生长的人脸立体匹配算法。该算法利用级联回归树算法提取的人脸特征点将人脸划分为不同区域以分别限制各区域的视差搜索范围,从而避免在全局范围上查找匹配点;同时利用人脸的局部形状特性,采用局部曲面拟合的方式筛除误匹配种子点并生成大量可靠种子点用于区域生长;最后,分别在实验室环境采集的人脸图像和FRGC v2.0人脸数据库上进行定性和定量实验。实验结果表明,与传统算法相比,所提算法能够重建出更加准确的三维人脸模型。经点云配准后与人脸点云真实值的均方根误差在2 mm以内,且不同光照、姿态、表情下人脸图像的重建表明所改进的立体匹配算法具有较好的鲁棒性。     

基于人脸特征和AdaBoost算法的多姿态人脸检测

基于人脸特征和AdaBoost算法,提出一种改进的多姿态人脸检测算法。首先利用肤色特征快速排除绝大部分背景区域,然后在肤色区域中搜索眼睛和嘴巴区域,根据眼睛和嘴巴区域的几何特征所确定的人脸方向分割出大致正向的人脸候选区域,最后利用AdaBoost算法对候选区域进行分类。实验表明,算法能实现多姿态人脸的快速检测,而且对脸部表情和遮挡有较强的鲁棒性。     

一种改进的全视角人脸纹理图像生成方法

传统的全视角人脸纹理图像生成方法计算量大、鲁棒性差,不能很好地解决配准和接缝问题。为此,提出一种改进方法。对待拼接的人脸图像进行归一化处理,利用基于列特征向量的灰度值匹配算法实现图像的精确匹配,使用双重融合算法处理重叠区域,使图像平滑过渡。实验结果表明,该方法匹配速度较快、鲁棒性较强,能有效消除误匹配。     

基于权值优化与纹理特征的快速人脸分割算法

针对传统GrabCut在GMM迭代估计阶段仅单纯地考虑像素点的RGB彩色信息,当前景细节区域与它的周围区域颜色差异较大时容易发生分割错误,以及基于像素的运算导致分割效率不高的问题,提出一种结合权值优化与CS-LBP纹理特征的改进算法。该算法首先利用多尺度分水岭对图像进行预分割,构建区域邻接图,然后对每个区域进行颜色和纹理特征的提取,通过权值迭代优化算法使区域的数据项权值与周边分块区域的权值相关联,采用自适应参数将纹理约束项引入能量函数,并将改进算法应用于人脸图像分割,有效改善了分割效果。实验结果表明,本算法分割结果更加准确,效率更高。     

两种自由曲线重建方法*

通过深入分析ASM/AAM算法的各种改进方案的试验统计结果,提出了一种基于局部梯度统计特征和纹理约束形状的改进ASM算法： 用梯度信息代替灰度信息训练特征模型得以有效提高匹配精度和减少所需训练的样本数,用全局的纹理去约束形状得以有效提高算法对特征点定位的精度。大量统计试验表明所提出的算法能正确地提取大部分正向人脸的特征点。提出的算法对人脸跟踪、识别和表情分析等图像理解任务有着广泛的应用前景。     

基于标准肤色的人脸图像纹理合成与三维重建应用

本文提出一种基于单幅人脸图像并结合标准肤色的人脸图像纹理合成和三维重建算法.首先,利用ASM算法提取人脸特征点,并通过基于局部线性嵌入算法的编辑传播实现颜色转换,使图像人脸色调与三维人脸模型标准肤色一致.接着,将人脸图像五官区域与标准肤色图进行泊松融合,并考虑眉毛遮挡情况,利用人脸对称性或眉毛模板还原眉毛.尤其对于半遮挡眉毛,采用Li模型和角点检测相结合的方法重建眉毛轮廓,得到最终人脸纹理图.最后通过纹理映射将人脸纹理图映射到三维人脸模型上,得到较好的个性化三维人脸重建效果.实验表明,本文算法能够适用于不同复杂背景和光照条件下拍摄的人脸图像,具有较快的处理速度,能够应用于人脸实时重建产品中.     

基于非线性Boosting回归的多视角人脸配准

人脸配准可以作为表情分析、人脸识别等人脸相关研究的预处理步骤, 是人脸相关的计算机视觉研究的关键问题. 本文针对图像中水平视角在正负45°内的人脸配准问题, 利用基于Haar特征的非线性Boosting回归算法, 根据标定点邻域内的局部纹理预测标定点的位移, 提出了一种新的基于经典活动形状模型(Active shape model, ASM)的实时多视角人脸配准算法. 在两个数据集合上的测试实验表明, 该算法在速度、准确度和稳定性上都比经典的ASM算法有显著提高且优于近期的改进算法, 具有明显的实用价值.     

利用SVM改进Adaboost算法的人脸检测精度

提出利用SVM分类方法改进Adaboost算法的人脸检测精度。该方法先通过Adaboost算法找出图像中的候选人脸区域,根据训练样本集中的人脸和非人脸样本训练出分类器支持向量机(SVM),然后通过SVM分类器从候选人脸区域中最终确定人脸区域。实验结果证明,SVM分类算法可以提高检测精度,使检测算法具有更好的检测效果。     

基于双目视觉的三维人脸重建方法

提出了一种基于双目视觉的三维重建方法,无须昂贵设备和通用模型。从校正后的图像中提取有效人脸重建区域以降低整体耗时。改进了Realtime局部立体匹配算法和基于种子视差约束的区域生长算法,融合Realtime阈值排序和置信度排序进行区域生长,提高了种子像素提取的可靠性和降低区域生长误匹配的可能性。最后,研究了纹理映射技术,提高了重建模型的逼真度。实验结果表明,该方法能够产生逼真光滑的三维人脸模型。     

一种改进的CAMShift跟踪算法及人脸检测框架

为充分利用人脸视频图像序列中的时空信息,获得更加准确的人脸比对图像序列,提出一种结合人脸跟踪的人脸检测框架。使用简单快速的正面人脸检测算法对人脸视频图像序列进行检测,用检测的结果对人脸跟踪算法进行初始化及校验和调整。为解决CAMShift跟踪算法容易受类肤色区域影响而导致提取到的人脸区域存在冗余信息的问题,提出一种改进的CAMShift-KLT算法。该算法利用兴趣点跟踪人脸图像的边缘,达到准确获取人脸比对图像的目的。实验结果表明,与CAMShift算法相比,CAMShift-KLT算法获取的人脸区域更精准,同时具有较小的跟踪偏移距离、较大的跟踪命中率和更高的跟踪有效性。与对比算法相比,CAMShift-KLT算法能够获得与理想的人脸区域更加一致的跟踪区域。     

基于改进主动表观模型算法的人脸特征定位

人脸特征点的精确定位一直是人脸图像处理的重要研究内容,特征点定位精确与否直接影响后续工作结果的好坏。在基于反向组合AAM（Active Appearance Models）人脸特征点定位算法的基础上,提出结合特征点局部纹理模型来对AAM初始形状参数做最优化以及对AAM匹配模板升级的改进。改进的算法采用特征点局部纹理模型和AAM全局纹理模型结合的方法来最优化AAM初始形状参数,并在此前提下对AAM匹配模板进行升级,使其更接近待匹配图像的信息。在精确的匹配模板和优化的初始形状参数下,匹配的最终精度会得到提升。实验和理论证明,改进后的算法比传统反向组合AAM算法以及现有改进的PAAM（Progressive AAM）算法以及简单的结合ASM和AAM的改进算法都有更好的特征点定位精度。     

使用稀疏约束非负矩阵分解算法的跨年龄人脸识别

人脸识别技术中除光线、姿态、表情因素外,由于年龄变化而导致的人脸形状和纹理上的变化会极大程度地影响人脸识别系统性能.对此,提出了一种使用稀疏非负矩阵分解算法来实现人脸老化模拟,然后将此方法应用于具有年龄跨度的人脸识别上,通过模拟虚拟样本来增强识别效果.实验结果表明,年龄跨度对人脸识别的确有较大的影响;当系数矩阵保持稀疏时,非负矩阵分解算法具有更强的特征提取能力;经过老化模拟增加虚拟样本后,其纹理老化效果明显地提高了跨年龄段的人脸识别的性能.     

一种改进的人脸纹理映射方法

识别人脸图像优化问题,由于人脸纹理映射时容易出现的纹理扭曲和畸变现象,影响图像的真实性,提出一种改进的纹理图像映射方法。根据人脸特征点信息,利用特征块匹配法配准正侧面人脸图像,并使用加权平滑算法和金字塔方法对图像进行双重融合实现图像的平滑过渡;然后利用一种特殊的定位方法来计算三维人脸模型上顶点对应的纹理坐标;最后根据纹理坐标将纹理图像映射到三维特定人脸模型表面上,可得到具有真实感的三维人脸模型。实验结果表明,纹理合成方法简捷有效,纹理映射结果生动逼真,有效的避免了纹理图像的扭曲和畸变现象,具有较高的鲁棒性。     

多尺度和纹理特征增强的小尺寸人脸检测

针对现有人脸检测算法难以处理多尺度、多姿态的人脸检测,尤其是面对小尺寸时准确性低的问题,提出了多尺度和纹理特征增强的小尺寸人脸检测算法。该算法的多尺度增强模块能够丰富特征的多尺度信息,提高对多尺度人脸的检测能力;纹理特征增强模块能够通过融合低层的纹理信息提升高层语义的表达,从而加强对小尺寸人脸的检测能力;多阶段加权损失函数平衡网络的输出,充分发挥各个模块的增强作用。实验结果表明,该方法不仅在检测速度上可以达到实时,而且对MALF数据集中高度小于60像素的人脸检测精度可达88.69%;在FDDB数据集上相比目前的BBFCN算法精度提高近四个百分点。     

多注意力域的稠密连接人脸超分算法

人脸超分辨率重建是一种对低分辨率人脸处理获取对应高分辨率人脸的低成本技术,又称人脸幻生。为了使重建的人脸图像有更清晰的细节纹理,通过对基于深度学习的人脸超分算法的研究,提出了基于注意力机制的稠密连接人脸超分算法。该算法主要由特征提取和图像重建两个部分组成,通过同时关注特征通道域和空间域的信息,创建了多注意力域模块MADM（Multi Attention Domain Module）。其中,通过改变信道和空间上的相互关系和权重,自适应地对特征进行加权重组,并且使用密集的稠密连接和长短连接将不同层的特征融合在一起,实现提升网络性能。实验结果验证了该算法的正确性;并与现有算法比较,表明了该算法的优越性能,重建的人脸图像具有更清晰的纹理细节特征。     

一种基于贝叶斯切线模型的人脸对齐算法

论述一种新的人脸对齐的算法——改进的贝叶斯切线模型。该算法从形状参数中分离出姿态参数和身份属性参数,对这2个参数分别处理,通过引入曲率半径作为该特征点搜索的像素个数实现动态搜索。实验表明,该算法可以弥补BTSM不能很好处理多姿态的人脸图像对齐的缺陷,提高搜索精度,减少搜索时间。     

基于SURF算法和OpenCV的人脸特征检测技术研究

人脸检测和人脸跟踪技术已成为计算机视觉领域研究的热点。针对SURF算法的优点,首先将SURF算法应用于人脸特征检测与跟踪,阐述了人脸跟踪系统设计方法,首先使用OpenCV技术实现了基于SURF算法的人脸特征跟踪系统。实验结果表明,基于SURF算法和OpenCV技术的人脸跟踪系统匹配识别效果和实时性较好,对人脸旋转、尺寸变化和环境光照变化具有较好鲁棒性。     

人脸合成中模型的平滑调整和逼真的纹理映射

将薄平面样条函数用于人头模型的调整，使模型调整变得更加平滑、自然，并在纹理映射时，提出了基于模型分块的视角相关纹理映射的方法，该方法将模型分块并用每块对应的最清晰、非冗余的纹理对模型块做映射，使块与块之间形成的规则过渡带非常易于纹理融合，整个模型逐块地一次绘制完成，然后在模型中嵌入了抽象的人脸肌肉，合成出非常逼真的人脸表情动画．实验表明文中算法快速、简捷，合成的人脸图像细节清晰、逼真．