一种面向三维人脸识别的同一截面有效轮廓线提取算法

针对三维人脸识别对表情及姿态变化的鲁棒性研究,提出一种基于人脸同一截面有效轮廓线的人脸识别方法。首先根据手工标定鼻尖点区域的法向量对人脸进行粗略矫正,再基于同一标准正中面人脸的迭代最近点(ICP)算法进行精确姿态矫正,标定精确鼻尖位置,提取过鼻尖的不同人脸同一截面横纵两条轮廓线。用阈值法提取过鼻尖点的有效轮廓线,采用ICP算法计算相似度,对两条轮廓线识别结果进行融合。实验结果表明,在CASIA 3D人脸库上对表情及姿态变化有较好的鲁棒性。     

基于改进的轮廓线算法的三维人脸识别方法

针对二维人脸识别中受表情、姿态以及光照等因素而影响识别率的问题,在分析人脸生理结构的基础上,提出了一种基于改进的轮廓线的三维人脸识别方法,即先提取三维人脸特征点,然后提取人脸轮廓线,最后利用人脸轮廓线和特征点构成的特征模型进行三维人脸识别。试验结果证明该方法提高了人脸识别率,并具有强抗干扰能力。     

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。     

基于对称核主成分分析的人脸识别

为了提高人脸识别技术的实用性,结合人脸镜像对称性和核主成分分析提出了一种新的人脸识别方法。首先利用小波变换压缩人脸图像数据,获取小波分解的低频分量,再通过镜像变换得到镜像偶对称图像和镜像奇对称图像,然后分别对奇偶对称图像进行核主成分分析提取奇偶特征,并且通过加权因子对奇偶特征进行融合,最后采用最近邻分类器分类。基于ORL人脸数据库的实验结果表明：该算法增大了样本容量,在一定程度上克服了光照、姿态的不利因素,提高了人脸识别率。     

人脸边缘自适应搜索算法及仿真研究

人脸轮廓线提取是人脸识别中极为重要的内容，一种可靠、精确的人脸边缘提取算法对于身份鉴定技术等方面具有重要的应用价值。该文基于传统的边缘提取算法提出了一种自适应搜索轮廓线算法，首先基于人脸检测结果确定内外轮廓及搜索路径，然后对于每一条搜索路径提取出真正的轮廓点，最后利用人脸轮廓的平滑性通过曲线拟合完成轮廓线提取。该文以彩色人脸图像库数据为例，快速、准确地得到人脸轮廓线。仿真试验结果表明，该算法能在保持边缘检测精度的情况下，克服了噪声对轮廓特征提取的影响，并且对于姿势变化有一定的鲁棒性，具有一定的应用价值。     

改进Retinex和稀疏表示的光照人脸识别

为了提高光照变化条件下的人脸识别率,针对当前人脸识别方法存在的缺陷,提出了一种改进Retinex算法和稀疏表示相融合的光照人脸识别方法。首先对Retinex算法的不足进行改进,并应用于人脸图像预处理中,消除光照对人脸识别的干扰,然后采用稀疏表示提取人脸特征向量,并采用投票方式实现人脸识别,最后通过3个标准人脸数据库对方法的性能进行测试。结果表明,该方法不仅提高了人脸识别率,而且缩短了人脸识别时间,对光照具有较好的鲁棒性。     

一种混合特征的人脸识别算法仿真研究

研究人脸识别优化问题,人脸图像受光照、人脸表情和位置变化等因素影响,由于图像具有复杂的多尺度特征,传统人脸识别算法只能提提取局部或全局特征,不能准确描述人脸图像,导致人脸识别率低。为了提高人脸识别率,提出一种小波分解和LBP算子相结合的人脸识别算法(WTLBP)。WTLBP首先利用小波变换对人脸图像进行分解,将人脸图像分解成大尺度和小尺度图像,然后采用LBP算子提取人脸图像的多尺度特征,最后采用概率统计法对人脸进行匹配识别。对ORL人脸库进行仿真,结果表明,WTLBP能够提取到人脸图像更加丰富的局部和全局信息,对光照、人脸表情和位置变化具有较高的鲁棒性,提高了人脸识别率。     

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。     

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%.     

基于侧面轮廓线和刚性区域的3维人脸识别

针对3维人脸识别问题,提出一种由粗到细的两步识别方法。首先结合几何约束与曲率信息定位特征点,根据特征点确定人脸对称面,提取人脸侧面轮廓线。利用轮廓线匹配作为排除算法,在识别初期迅速排除库集中不相似人脸以提高识别效率,剩余库集人脸采用一种具有表情鲁棒性的、基于区域的匹配方法进行识别,该方法自动切割人脸中受表情影响较小的刚性区域,并采用改进的迭代最近点算法对刚性区域进行匹配,为达到更好的识别精度,将各刚性区域的匹配结果采用加法规则融合。在3D_RMA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。     

基于多姿态特征融合生成对抗网络的人脸校正方法

针对人脸校正中单幅图像难以解决大姿态侧脸的问题,提出一种基于多姿态特征融合生成对抗网络（MFFGAN）的人脸校正方法,利用多幅不同姿态侧脸之间的相关信息来进行人脸校正,并采用对抗机制对网络参数进行调整。该方法设计了一种新的网络,包括由多姿态特征提取、多姿态特征融合、正脸合成三个模块组成的生成器,以及用于对抗训练的判别器。多姿态特征提取模块利用多个卷积层提取侧脸图像的多姿态特征;多姿态特征融合模块将多姿态特征融合成包含多姿态侧脸信息的融合特征;而正脸合成模块在进行姿态校正的过程中加入融合特征,通过探索多姿态侧脸图像之间的特征依赖关系来获取相关信息与全局结构,可以有效提高校正结果。实验结果表明,与现有基于深度学习的人脸校正方法相比,所提方法恢复出的正脸图像不仅轮廓清晰,而且从两幅侧脸中恢复出的正脸图像的识别率平均提高了1.9个百分点,并且输入侧脸图像越多,恢复出的正脸图像的识别率越高,表明所提方法可以有效融合多姿态特征来恢复出轮廓清晰的正脸图像。     

基于多姿态特征融合生成对抗网络的人脸校正方法

针对人脸校正中单幅图像难以解决大姿态侧脸的问题，提出一种基于多姿态特征融合生成对抗网络（MFFGAN）的人脸校正方法，利用多幅不同姿态侧脸之间的相关信息来进行人脸校正，并采用对抗机制对网络参数进行调整。该方法设计了一种新的网络，包括由多姿态特征提取、多姿态特征融合、正脸合成三个模块组成的生成器，以及用于对抗训练的判别器。多姿态特征提取模块利用多个卷积层提取侧脸图像的多姿态特征；多姿态特征融合模块将多姿态特征融合成包含多姿态侧脸信息的融合特征；而正脸合成模块在进行姿态校正的过程中加入融合特征，通过探索多姿态侧脸图像之间的特征依赖关系来获取相关信息与全局结构，可以有效提高校正结果。实验结果表明，与现有基于深度学习的人脸校正方法相比，所提方法恢复出的正脸图像不仅轮廓清晰，而且从两幅侧脸中恢复出的正脸图像的识别率平均提高了1.9个百分点，并且输入侧脸图像越多，恢复出的正脸图像的识别率越高，表明所提方法可以有效融合多姿态特征来恢复出轮廓清晰的正脸图像。     

基于CCA的人耳和侧面人脸特征融合的身份识别*

鉴于人耳和人脸特殊的生理位置关系,从非打扰识别的角度出发,提出仅采集侧面人脸图像,利用典型相关分析的思想提取人耳和侧面人脸的关联特征,进行人耳和侧面人脸在特征层的融合.实验结果表明,此方法与单一的人耳或侧面人脸特征识别比较,识别率得到提高.     

Profile-based 3D-aided face recognition

This paper presents a framework for automatic face recognition based on a silhouetted face profile (URxD-PV). Previous research has demonstrated the high discriminative potential of this biometric. Compared to traditional approaches in profile-based recognition, our approach is not limited to only standard side-view faces. We propose to explore the feature space of profiles under various rotations with the aid of a 3D face model. In the enrollment mode, 3D data of subjects are acquired and used to create profiles under different rotations. The features extracted from these profiles are used to train a classifier. In the identification mode, the profile is extracted from the side-view image and its metadata is matched with the gallery metadata. We validate the accuracy of URxD-PV using data from publicly available databases.     

分形编码在人脸识别中的应用

利用人脸固有的对称特性,提出了基于对称性与方差的快速分形人脸图象压缩算法.对于一值域块,与其匹配的定义域块被限定在其对称区域中,从而可加快编码速度.本文分析了分形码的特点,定义了图象间分形码距离,进而提出了基于分形码的人脸识别算法,并对该算法的时间复杂性作了分析.通过在ORL和YALE人脸库上的实验结果表明,本文提出的识别算法的识别率分别可达到88%和92%,与本征脸方法基本持平,比直接采用基于方差的分形编码方法要高,且本文算法在人脸有装饰物情况下具有一定的稳定性,实验还对识别算法中参数的取值作了分析.