[發明專利]一種非線性三維人臉的建模方法

有效

• 申請號: 201110440224.0
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102592309A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 孫艷豐;蓋赟;家華杰;尹寶才
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/66
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 馮夢洪

1.一種非線性三維人臉的建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)從已有的人臉數據庫中分別選取三維樣本和二維樣本，作為訓練樣本集，并對這些樣本實施規格化操作；在訓練階段，將二維訓練樣本集與三維訓練樣本集按照身份信息進行配對，使得這兩組樣本集中的樣本按照身份信息相互對應；

(2)以這兩組對應樣本集為基礎訓練各自的投影矩陣，使得不同維度的樣本投影后具有最大的相關性；

(3)在重建階段，對于輸入的二維人臉圖像，首先對其進行規格化處理，然后在二維訓練樣本集的子空間進行投影，根據相關性距離選取與其相關度高的三維樣本，基于這些選定的三維樣本構建三維人臉形變模型，并將其與輸入圖像進行匹配來實現三維人臉樣本重建。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)包括以下分步驟：

(1.1)從已有的人臉數據庫中選取三維樣本集和二維樣本集；

(1.2)三維樣本集和二維樣本集按照身份信息對應；

(1.3)對三維樣本和二維樣本進行規格化操作。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(1.3)包括：對三維樣本規格化：使用交互的方式獲取三維樣本瞳孔之間的位置，計算所有三維樣本的瞳孔間的距離，以這些距離的平均值為標準對所有三維樣本進行尺度對齊，以眉心點為標準對所有三維樣本進行平移對齊；對二維樣本規格化：使用交互的方式獲取二維樣本瞳孔之間的位置，計算所有二維樣本的瞳孔間的距離，以這些距離的平均值為標準對所有二維樣本進行尺度對齊，以眉心點為標準對所有二維樣本進行平移對齊。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)包括以下分步驟：

(2.1)計算二維樣本與三維樣本的均值向量；

(2.2)將所有樣本減去各自對應的均值向量；

(2.3)以相關性公式為目標函數，對其求最大值優化，在目標函數最大化時求出二維樣本和三維樣本對應的特征向量，其中相關性公式為：

ρ=E[WxTXYTMy]E[WxTXYTWx]E[WyTXYTWy],]]>其中X代表二維樣本集，Y代表三維樣本集，X的投影基向量是W_x，Y的投影基向量是W_y；

(2.4)在優化目標的約束下使得投影后的向量具有最大的相關性。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(3)包括以下分步驟：

(3.1)輸入二維人臉圖像；

(3.2)規格化該人臉圖像；

(3.3)在二維樣本的子空間進行投影；

(3.4)計算步驟(3.3)的投影與三維樣本投影向量的相關性；

(3.5)根據所有距離的方差確定所選三維樣本的范圍；

(3.6)基于所選三維樣本構建形變模型；

(3.7)將構建的形變模型與輸入圖像進行匹配；

(3.8)使用粒子群算法進行模型優化，實現三維人臉樣本重建。