基于三维变换形状搜索的ASM人脸特征点定位

通过三维变换的特征点搜索方法对二维人脸图像进行形状搜索,形状搜索以人脸的标准三维模型为基础,将二维坐标三维化;通过三维变换、投影等过程迭代搜索逼近目标形状,最后得到三维变换的10个姿态参数。测试结果表明：在对非活动形状模型(ASM)训练集中的多姿态人脸进行形状搜索时,三维变换方法具有更好的逼近效果。较好地模拟了人脸姿态的实际变化,有效地解决了ASM人脸偏转的非线性问题。     

基于稀疏模型的人脸姿态估计

针对现有的人脸姿态估计方法易受“自遮挡”影响,采用改进的ASM 算法 提取人脸特征点,并利用人脸形态的几何统计知识来估计人脸特征点的深度值。以人脸主要 特征点建立人脸稀疏模型,在利用相关人脸特征点近似估计人脸姿态后,通过最小二乘法精 确估计三维人脸空间姿态。实验结果表明,对于“自遮挡”情况,该方法仍有较好的估计结果, 与同类方法比较具有良好的姿态估计精度。     

基于单张人脸图像三维形状模型重建

在人脸图像识别优化的研究中,针对由单张人脸图像重建三维模型时对人脸图像姿态存在要求的问题,为了提高识别精度,提出基于单张人脸图像姿态预估计和主成分分析(PCA)的形状模型重建算法.首先由三维姿态估计方法得到人脸姿态,并建立人脸形状模型样本库,然后通过选取的特征点,利用主成分分析进行三维人脸形状模型的重构,最后利用径向基函数(RBF)变换和特征点坐标精确调整三维人脸形状模型,并进行仿真.仿真结果表明,重构的三维人脸形状模型效果良好,提高了精度,对有旋转姿态的人脸图像和特征点定位误差也有很好的鲁棒性.     

基于三维模型的人脸姿态估计

提出了一种基于三维模型的人脸姿态估计方法。首先根据人脸特征点重建出稀疏的三维人脸模型,然后基于三维模型采用线性回归的方法对人脸姿态进行初步估计,确定姿态范围,再对估计结果进行修正,从而对人脸姿态进行精确估计。实验表明,该方法具有较好的估计效果,提高了姿态估计精度。     

局部特征脸型分类方法

本文针对传统脸型分类算法特征点定位不准和过度依赖轮廓曲线的问题,提出了一种人脸轮廓圆形邻域局部特征表达方式和脸型分类模型。首先,初步定位脸型轮廓特征点;然后,在特征点周围选取三重八连通圆形邻域,通过计算一级邻域、拓展邻域与中心区域间的纹理变化,生成二进制编码序列,构造脸型局部特征向量;最后,设计OVO-RBF-SVM多分类模型,实现脸型分类。本文方法在CAS-PEAL人脸库上进行脸型类型判别,获得了94.28%的准确率;在相同情况下,分别与基于主动形状模型和基于下颌曲线模型的脸型类型判别方法进行对比,准确率分别提高了6.64%和6.58%。本文所研究的方法在一定程度上解决了特征点定位相对不准确导致误差增加的问题,同时尽可能多利用图片原始信息,保证轮廓特征提取的准确率,具有较强的鲁棒性。通过实验证明本文方法适用于脸型分类。     

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。     

变形图驱动的人体与脸部网格模板拟合系统

为了建立统一的人体模型数据库/人脸模型数据库,实现了一个用标准三维人体/人脸网格模型拟合扫描数据的系统.该系统为人体模型构建特征点候选区域,用马尔可夫网络对候选区域进行概率预测得到人体特征点的位置;对于人脸模型,采用基于回归树的算法在多幅不同角度的人脸图像上分别检测其二维特征点,融合得到准确的三维特征点位置;得到特征点后,使用相似变换对标准模板和扫描模型的位置朝向以及尺度进行统一;通过特征点引导的变形图算法对标准模板和扫描模型的形状和姿态进行粗配准;最后使用基于稠密点对应的顶点仿射变换拟合得到变形后的标准模板.对CAESAR数据集中的人体模型以及扫描得到的人体和人脸模型均进行了拟合,实验结果表明,该系统能够精确地捕捉扫描数据的几何形状.     

基于多相机的人脸姿态识别

主动形状模型(ASM)算法被用来进行人脸特征点的精确定位,然后在多相机测量的图像中进行特征点的立体匹配,利用双目视觉和相机三维测距技术可以确定人脸特征点的空间三维位置,从而利用这些特征点的相对位置确定出人脸的姿态。实验结果显示,用该方法进行人脸姿态识别能取得比二维识别更高的精确度。     

基于三维模型的Android手机端人脸姿态实时估计系统

针对人脸姿态估计对系统性能要求高、在手机上运行无法满足实时性要求等问题,实现了一种Android手机端的人脸姿态实时估计系统。首先,由摄像头获得一幅正面和一幅偏移一定角度的人脸图像,利用从运动中构建结构(SfM)算法建立简单三维人脸模型;然后,提取实时人脸图像中与三维人脸模型相互对应的特征点,基于缩放正投影位姿估计(POSIT)算法估计人脸姿态角度;最后将三维人脸模型通过开放图形开发库(OpenGL)实时显示在手机屏幕上。实验结果表明,实时视频中检测人脸姿态并显示的速度可以达到20 frame/s,接近计算机端的基于仿射对应的三维人脸姿态估计算法,而且针对大量图片序列的检测可以达到50 frame/s,能够满足Android手机端的性能和检测人脸姿态的实时性要求。     

基于ASM和K近邻算法的人脸脸型分类

针对人脸特征分类问题,提出一种基于主动形状模型(ASM)和K近邻算法的人脸脸型分类方法。将Hausdorff距离作为K近邻算法的距离函数,利用ASM算法提取待测图像的特征点,对点集进行归一化后计算人脸轮廓特征点与样本库中所有样本点集的Hausdorff距离,根据该距离值,通过K近邻算法实现待测图像的脸型分类。实验结果证明,该方法分类正确率高、速度快、易于实现。     

3D reconstruction of human face based on an improved seeds-growing algorithm

An algorithm based on binocular stereo vision is proposed to generate 3D (three-dimensional) dense points cloud model of the human face. A two-step matching strategy from sparse to dense is developed. Firstly, an improved seeds-growing algorithm is utilized to acquire sparse matching of high confidence. Secondly, based on the control points method and piecewise dynamic programming, the dense matching is completed. Experimental results show that the proposed algorithm can produce smooth and dense 3D points cloud model of the human face.     

基于特征点动态选择的三维人脸点云模型重建

针对典型的点云配准方法中伪特征点过多导致配准效率低和配准结果不精确的问题,提出一种基于特征点动态选择的三维人脸点云模型重建方法。该方法在粗配准阶段,采用动态特征矩阵求解法获取粗匹配特征变换矩阵以避免伪特征点的干扰。在精配准过程中,采用二次加权法向量垂直距离法在人脸流形表面选择更有效的特征点以减少伪特征点的数量,并采用基于特征融合与局部特征一致性的迭代最近点方法进行精配准。经过对比实验验证了算法的可行性,实验结果表明,提出算法能够实现高精度且快速的三维人脸点云模型重建,且均方根误差达到1.816 5 mm,相较于其他算法,在模型重建精度和效率方面都有所提升,具有良好的应用前景。     

人脸活体检测综述

人脸识别系统往往面临着各类人脸欺诈攻击,如打印相片、屏幕播放和3维面具等。如何区分真实人脸与虚假人脸,亦称人脸活体检测,对于人脸识别系统的安全具有十分重要的意义。近年来,已有大量人脸活体检测方法相继提出,部分已经成功获得实际应用。本文对人脸活体检测技术进行了全面的梳理回顾,包括硬件方案、算法、数据集、技术标准以及业界实际应用情况。最后,进行了总结与展望。整体而言,基于多模态数据,采取先验知识启发的深度学习方法目前能获得占优的人脸活体验证精度。随着人脸欺诈攻击方式的不断升级变更,面向未知类型攻击的人脸活体检测研究愈加重要,此外,新型的传感硬件方案也值得鼓励探讨。     

三维特定人脸生成的有效实现方法

三维个性化人脸建模一直是计算机图形领域最具挑战性的课题之一。如何快速、高效地还原具有真实感的三维人脸,是其中的难点。提出了一种快速的三维人脸建模方法,该方法将人脸模型划分成若干个运动相对独立的功能区,然后在各功能区内使用加权自由变形DFFD方法对一般人脸模型进行变形。由于功能区的引入,控制点的数量极大地减少,所以极大地降低了计算量,能很好地满足实时性且更具真实性。     

基于径向基函数的虚拟人脸合成方法

提出一种基于径向基函数的虚拟人脸合成方法.该方法根据正侧面图像获取人脸特征点的三维数据;利用基于径向基函数的散乱数据插值方法对通用人脸模型进行整体变形得到特定的人脸模型,并对模型进行Bezier磨光;将合成的人脸无缝拼接纹理图映射到特定的人脸模型.实验结果表明,合成的虚拟人脸具有较强的真实感.     

基于单幅图像的人脸三维姿态估计

针对单张人像的三维姿态计算，结合面貌测量和射影几何的理论提出了一种方法：首先在人面部的平面区域内，选取眼角点，口角点，鼻翼点建立人脸模型;然后根据人脸平面上两个相互垂直的特征线投影到照片上的灭点位置，求出人脸平面的旋转方向。该方法特征点易于标定，且无需任何的辅助设备和先验知识，具有一定的实用性。     

基于单张图像的三维人脸建模与表情动画

在人机交互、数字娱乐等领域,传统的表情合成技术难以稳定地生成具有真实感的个性化人脸表情动画.为此,提出一种基于单张图像的三维人脸建模和表情动画系统.自动检测人脸在图像中的位置,自动定位人脸上的关键点,基于这些关键点和形变模型重建个性化三维人脸模型,对重建的人脸模型进行扩展得到完整的人脸网格,采用稀疏关键点控制的动画数据映射方法来驱动重建的人脸模型生成动态表情动画.实验结果表明,该方法稳定性强、自动化程度高,人脸模型与表情动画比较逼真.     

基于深度对齐网络的生成对抗网络伪造人脸检测

针对现有的生成对抗网络（GAN）伪造人脸图像检测方法在有角度及遮挡情况下存在的真实人脸误判问题,提出了一种基于深度对齐网络（DAN）的GAN伪造人脸图像检测方法。首先,基于DAN设计面部关键点提取网络,以提取真伪人脸关键点位置;然后,采用主成分分析（PCA）方法将每一组关键点映射到三维空间,从而减少冗余信息以及降低特征维度;最后,利用支持向量机（SVM）五折交叉验证对特征进行分类,并计算准确率。实验结果表明,该方法通过提高面部关键点定位准确度改善了由于定位误差引起的面部不协调问题,进而降低了真实人脸误判率。与VGG19、XceptionNet和Dlib-SVM方法相比,正脸情况下,该方法的ROC下面积（AUC）值提高了4.48到32.96个百分点,平均精度（AP）提高了4.26到33.12个百分点;有角度及遮挡人脸情况下,该方法的AUC值提高了10.56到30.75个百分点,AP提高了7.42到42.45个百分点。     

基于Candide-3模型的姿态表情人脸识别研究

针对姿态表情严重影响人脸识别准确率的问题,基于Candide-3模型的简化,提出了形状表情关键点拟合的人脸几何结构重建和基于三角网格模型的纹理映射的方法,该方法确定关键特征点,根据人脸的几何结构信息确定姿态角,提取Candide-3模型形状表情对应点,调整模型参数,进行几何结构重建;对几何结构中每个三角网格模型进行纹理影射,得到逼真的特定人脸模型.实验结果表明,该方法提高了人脸重建速度,达到减弱姿态表情对人脸识别影响的目的.     

AAM在多姿态人脸特征点检测中的应用

主动表观模型AAM是经典的特征点检测方法,但是受到其线性预测模型能力的限制,当初始位置偏离目标位置过大时,很难收敛到正确位置,因此传统的单一AAM模板很难满足多姿态人脸特征点检测的要求。针对此问题,提出了一种基于多模板AAM的人脸特征点检测方法：首先定义模板相似度和人脸特征点,将人脸姿态划分为若干类,每一类姿态训练一个特定的AAM模板;然后对测试样本,利用每个AAM模板搜索特征点,并计算搜索结果与模板的相似度,选择相似度最大的AAM模板的搜索结果作为最终的特征点检测结果。通过相似度选择模板的方法可以为AAM搜索提供相对偏离较小的初始位置,因此可以精确地检测特征点。在东方人脸数据库上的实验结果证明了模板选择的必要性和相似度定义的合理性。在整个数据库上的测试结果表明,92.11%的测试图像均可以通过相似度准则选择到正确的AAM模板,从而可以精准地检测特征点;99.92%的图像可选择到正确的AAM模板或其相邻模板,故可以检测到较为准确的特征点。