基于排除算法的快速三维人脸识别方法

提出了一种基于排除算法的快速三维人脸识别方法. 首先, 利用主成分分析(Principal component analysis, PCA)对自动切割的不同姿态人脸进行校正, 将所有人脸转换到统一的坐标系下; 然后提取人脸侧面轮廓线, 利用基于LTS-Hausdorff距离的轮廓线对齐方法对库集对象进行排除; 最后, 采用基于刚性区域的改进迭代最近点(Iterative closest point, ICP)算法对剩余的库集模型进行精确匹配, 给出最终识别结果. 在FRGC V2.0人脸数据库的实验结果表明, 该方法具有较好的实时性和鲁棒性.     

基于Gabor、Fisher脸多特征提取及集成SVM的人脸表情识别*

针对于静态的灰度图像表情库,提出了基于多种脸部表情特征多级分类的表情识别算法。首先在选取的人脸特征点上做局部的Gabor小波变换,为了提高特征提取速度,利用改进的弹性图匹配算法来提取图像中的人脸有效区域,在提取的人脸区域中提取几何特征,并通过Fisher脸法提取统计特征,利用几何特征与建立的相应一级集成SVM来进行初次分类,最后利用Fisher特征与建立的相应二级集成SVM进行最终分类。通过在JAFFE与Cohn-Kanade表情库中实验,证明本文方法同单个特征相比较,具有更高的表情识别率以及更强的鲁棒性     

基于AAM-SIFT特征描述的两级SVM人脸表情识别

采用AAM定位特征点、尺度不变特征变换（SIFT）描述特征的方式提出一种基于AAM-SIFT的表情特征提取方法。该方法用特征点周围区域梯度方向直方图描述表情特征;同时根据不同子区域对表情的贡献不同,将特征点分组并赋予不同权重,并用两级支持向量机（SVM）对融合的加权特征进行分类识别。在标准表情库和多姿态表情库上的验证结果表明,该方法能有效提高正面人脸表情的识别率,对一定偏转角度的非正面人脸表情也保持较好的鲁棒性。     

对表情鲁棒的面部轮廓线3维人脸识别

目的表情变化是3维人脸识别面临的主要问题。为克服表情影响,提出了一种基于面部轮廓线对表情鲁棒的3维人脸识别方法。方法首先,对人脸进行预处理,包括人脸区域切割、平滑处理和姿态归一化,将所有的人脸置于姿态坐标系下;然后,从3维人脸模型的半刚性区域提取人脸多条垂直方向的轮廓线来表征人脸面部曲面;最后,利用弹性曲线匹配算法计算不同3维人脸模型间对应的轮廓线在预形状空间(preshape space)中的测地距离,将其作为相似性度量,并且对所有轮廓线的相似度向量加权融合,得到总相似度用于分类。结果在FRGC v2.0数据库上进行识别实验,获得97.1%的Rank-1识别率。结论基于面部轮廓线的3维人脸识别方法,通过从人脸的半刚性区域提取多条面部轮廓线来表征人脸,在一定程度上削弱了表情的影响,同时还提高了人脸匹配速度。实验结果表明,该方法具有较强的识别性能,并且对表情变化具有较好的鲁棒性。     

基于特征点表情变化的3维人脸识别

目的 为克服表情变化对3维人脸识别的影响,提出一种基于特征点提取局部区域特征的3维人脸识别方法。方法 首先,在深度图上应用2维图像的ASM(active shape model)算法粗略定位出人脸特征点,再根据Shape index特征在人脸点云上精确定位出特征点。其次,提取以鼻中为中心的一系列等测地轮廓线来表征人脸形状;然后,提取具有姿态不变性的Procrustean向量特征(距离和角度)作为识别特征;最后,对各条等测地轮廓线特征的分类结果进行了比较,并对分类结果进行决策级融合。结果 在FRGC V2.0人脸数据库分别进行特征点定位实验和识别实验,平均定位误差小于2.36 mm,Rank-1识别率为98.35%。结论 基于特征点的3维人脸识别方法,通过特征点在人脸近似刚性区域提取特征,有效避免了受表情影响较大的嘴部区域。实验证明该方法具有较高的识别精度,同时对姿态、表情变化具有一定的鲁棒性。     

刚性区域特征点的3维人脸识别

目的 针对3维人脸识别中存在表情变化的问题,提出了一种基于刚性区域特征点的3维人脸识别方法。方法 该方法首先在人脸纹理图像上提取人脸图像的特征点,并删除非刚性区域内的特征点,然后根据采样点的序号,在人脸空间几何信息上得到人脸图像特征点的3维几何信息,并建立以特征点为中心的刚性区域内的子区域,最后以子区域为局部特征进行人脸识别测试,得到不同子区域对人脸识别的贡献,并以此作为依据对人脸识别的结果进行加权统计。结果 在FRGC v2.0的3维人脸数据库上进行实验测试,该方法的识别准确率为98.5%,当错误接受率（FAR）为0.001时的验证率为99.2%,结果表明,该方法对非中性表情下的3维人脸识别具有很好的准确性。结论 该方法可以有效克服表情变化对3维人脸识别的影响,同时对3维数据中存在的空洞和尖锐噪声等因素具有较好的鲁棒性,对提高3维人脸识别性能具有重要意义。     

基于局部特征的表情不变3维人脸识别算法

为了减少表情变化带来的影响,提出一种基于人脸几何特征和局部描述子的3维人脸识别算法.首先利用多尺度形状变化指数在3维人脸上检测出关键点.然后提出一种基于关键点的2步匹配算法,以提高识别算法的效率:第1步在关键点上提取3维法向量分布直方图描述子,将测试集人脸与库集人脸上的描述子进行匹配,除去匹配程度较低的一部分库集人脸,减少后续匹配的人脸数;第2步在关键点上提取协方差矩阵描述子,再将测试集人脸与剩余的库集人脸在给定的约束条件下进行协方差矩阵描述子匹配.最后用成功匹配的关键点个数衡量人脸的匹配程度,得到分类结果.在Bosphorus, FRGC v2.0和BU-3DFE数据库上进行实验的结果表明,文中算法取得了良好的识别效果,对3维人脸的表情变化有较好的鲁棒性,同时在识别速度上也优于已有的许多算法.     

基于GLOH算子和局部特征融合的人脸识别

为了减小高维特征算子的计算复杂度、提高识别算法的准确率,提出一种基于GLOH(Gradient Location and OrientationHistogram)算子的人脸识别算法。首先将人脸图像划分为4个独立的子区域并对提取的特征点进行聚类。为了更有效地描述人脸特征以及特征匹配,为不同的区域赋予不同的权重值,并采取整体结合局部聚类子区域的方法进行人脸识别。通过在ORL人脸图像库上的实验,验证了算法的有效性,特别是在不同表情、不同姿态等干扰因素的条件下,表现出了较好的稳定性和鲁棒性。     

一种基于区域分割的表情鲁棒三维人脸识别方法

为了克服表情变化致使三维人脸识别性能不佳的问题,提出基于鼻尖点区域分割的表情鲁棒三维人脸识别方法。首先,根据表情对人脸影响具有区域性的特点,提出仅依赖鼻尖点的表情不变区域（刚性区域）和表情易变（非刚性区域）划分方法;然后针对表情不变区域和表情易变区域使用不同的特征描述方式并计算匹配相似度;最后将表情不变区域和表情易变的相似度进行加权融合实现最终身份识别。提出的方法分别在FRGC v2.0和自建WiseFace表情人脸数据库上达到98.52%和99.01%的rank 1识别率,证明该方法对表情变化具有较强的鲁棒性。     

局部遮挡条件下的人脸表情识别

针对局部遮挡条件下的人脸表情识别,提出一种新的基于Gabor滤波和灰度共生矩阵的表情识别算法。首先设计一种分块提取Gabor特征统计量的方法,生成一个低维Gabor特征向量;然后,考虑到分块的Gabor特征缺失了像素之间的关联性,将反映像素间位置分布特性的灰度共生矩阵引入到表情识别领域,以此来弥补Gabor特征分块处理产生的不足;最后,将提取的低维Gabor特征向量和灰度共生矩阵纹理特征进行线性叠加,高斯归一化后生成一组用于特征表达的低维特征向量。在日本女性人脸表情库和荷兰内梅亨大学人脸数据库上的实验证明该算法对人脸不同区域、不同程度遮挡的表情识别具有鲁棒性强、特征向量维数低、分类耗时短、识别速率高的特点。     

3D face authentication and recognition based on bilateral symmetry analysis

We present a novel and computationally fast method for automatic human face authentication. Taking a 3D triangular facial mesh as input, the approach first automatically extracts the bilateral symmetry plane of the facial surface. The intersection between the symmetry plane and the facial surface, namely the symmetry profile, is then computed. Using both the mean curvature plot of the facial surface and the curvature plot of the symmetry profile curve, three essential points of the nose on the symmetry profile are automatically extracted. The three essential points uniquely determine a Face Intrinsic Coordinate System (FICS). Different faces are aligned based on the FICS. The symmetry profile, together with two transverse profiles, composes a compact representation, called the SFC representation, of a 3D face surface. The face authentication and recognition steps are finally performed by comparing the SFC representations of the faces. The proposed method was tested on 382 face surfaces, which come from 166 individuals and cover a wide ethnic and age variety. The equal error rate (EER) of face authentication on scans with variable facial expressions is 10.8%. For scans with normal expression, the ERR is 0.8%.     

关键点匹配三维人脸识别方法*

提出了一种新颖的三维人脸识别算法,其基本思路是,把代表人脸的三维点云沿X、Y或Z轴旋转,反复多次把3D人脸关键点投影到2.5D图像上,然后提取2.5D图像的关键点并进行标记,而用这些比原来小得多的关键点代替原来的面扫描。面对未知的待测人脸首先通过执行相同的多视角特征点提取技术提取关键点,然后应用一个新的加权特征点匹配算法进行识别。通过用GavabDB三维面部识别数据集进行试验评估,这个方法对中性表情人脸可获得高达94％的识别精度,对人脸表情辨识（如微笑）的准确率也超过了88％。实验结果表明,此方法在识别精     

Illuminant-Dependence of Von Kries Type Quotients

An expression-invariant 3D face recognition approach is presented. Our basic assumption is that facial expressions can be modelled as isometries of the facial surface. This allows to construct expression-invariant representations of faces using the bending-invariant canonical forms approach. The result is an efficient and accurate face recognition algorithm, robust to facial expressions, that can distinguish between identical twins (the first two authors). We demonstrate a prototype system based on the proposed algorithm and compare its performance to classical face recognition methods.The numerical methods employed by our approach do not require the facial surface explicitly. The surface gradients field, or the surface metric, are sufficient for constructing the expression-invariant representation of any given face. It allows us to perform the 3D face recognition task while avoiding the surface reconstruction stage.     

An Expression Deformation Approach to Non-rigid 3D Face Recognition

The accuracy of non-rigid 3D face recognition approaches is highly influenced by their capacity to differentiate between the deformations caused by facial expressions from the distinctive geometric attributes that uniquely characterize a 3D face, interpersonal disparities. We present an automatic 3D face recognition approach which can accurately differentiate between expression deformations and interpersonal disparities and hence recognize faces under any facial expression. The patterns of expression deformations are first learnt from training data in PCA eigenvectors. These patterns are then used to morph out the expression deformations. Similarity measures are extracted by matching the morphed 3D faces. PCA is performed in such a way it models only the facial expressions leaving out the interpersonal disparities. The approach was applied on the FRGC v2.0 dataset and superior recognition performance was achieved. The verification rates at 0.001 FAR were 98.35% and 97.73% for scans under neutral and non-neutral expressions, respectively.     

Using Stereo Matching with General Epipolar Geometry for 2D Face Recognition across Pose

Face recognition across pose is a problem of fundamental importance in computer vision. We propose to address this problem by using stereo matching to judge the similarity of two, 2D images of faces seen from different poses. Stereo matching allows for arbitrary, physically valid, continuous correspondences. We show that the stereo matching cost provides a very robust measure of similarity of faces that is insensitive to pose variations. To enable this, we show that, for conditions common in face recognition, the epipolar geometry of face images can be computed using either four or three feature points. We also provide a straightforward adaptation of a stereo matching algorithm to compute the similarity between faces. The proposed approach has been tested on the CMU PIE data set and demonstrates superior performance compared to existing methods in the presence of pose variation. It also shows robustness to lighting variation.     

一种基于局部描述符的三维人脸识别方法

提出一种局部描述符进行三维人脸识别。每个采样点的局部特征定义为该点根据其法向量与3个主轴之间的角度自适应选取的邻域点集向人脸主轴平面投影所得的面积。文中提出的三维人脸识别算法首先对人脸进行预处理,归一化到较统一的姿态后,提取与鼻尖等距的轮廓线,并对轮廓线进行重采样以剔除无用点。然后对每个采样点提取局部特征。最后建立人脸之间的点对应关系,将加权融合后的局部特征用于识别。通过实验认证,文中方法识别效果较好,且对遮挡和噪声有较好的鲁棒性。     

基于面部曲线弹性匹配的三维人脸识别方法

提出一种基于面部径向曲线弹性匹配的三维人脸识别方法。使用人脸曲 面上的多条曲线表征人脸曲面,提取三维人脸上从鼻尖点发射的多条面部径向曲线,对其进 行分层弹性匹配和点距对应匹配,根据人脸不同部位受表情影响程度不同,对不同曲线识别 相似度赋予不同权重进行加权融合作为总相似度用于识别。测试结果表明该方法具有很好的 识别性能,并且对表情、遮挡和噪声具有较好的鲁棒性。