[發明專利]臉部分析技術

無效

• 申請號: 201180026237.1
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102906787A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 孫劍;曹志敏;印奇;湯曉鷗
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/46
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

背景

最近，由于對諸如桌面或因特網上的臉部標記等真實世界應用的不斷增加的需求，臉部識別吸引了許多研究工作。

存在主要兩種臉部識別任務：臉部標識（給定圖庫臉部集合，誰是探測臉部集合中的誰）和臉部驗證（給定兩個臉部，相同或不同）。臉部識別的一個挑戰是找出對于照明、姿勢、臉部表情、衰老、臉部未對準和其他因素有很大變化的情況有抵抗力的高效且有區別的臉部外觀描述符。

當前基于描述符的方法使用手工編碼方法來對每一個像素及其相鄰像素之間的相對強度幅度進行編碼以標識臉部。用戶期望改進這一手工編碼方法以獲取有效且緊湊的臉部描述符，以便跨不同的數據集進行臉部識別。

概述

提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些概念。該概述不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。例如，術語“技術”可以指上述上下文和通篇文檔所準許的設備、系統、方法、和/或計算機可讀指令。

詳細描述描述了一種用于對臉部的微特征進行編碼的基于學習的編碼方法。該詳細描述還描述了一種用于應用諸如主分量分析（PCA）等維數縮減技術來獲得緊湊臉部描述符，之后獲得簡單規范化機制的方法。為處理真實生活場景中的較大姿勢變化，該詳細描述還描述了一種用于使用姿勢專用分類器來處理匹配臉部對的不同姿勢組合（例如，正面與正面、正面與左面）的姿勢自適應匹配方法。

附圖簡述

參考附圖來描述詳細描述。在附圖中，參考標號中最左邊的數字標識該參考標號首次出現的附圖。在各附圖中，使用相同的標號來指示相同的特征和組件。

圖1示出了基于描述符的臉部圖像分析的示例性方法。

圖2示出了四種采樣模式。

圖3示出了創建在基于描述符的臉部識別中使用的編碼器的示例性方法。

圖4示出了對姿勢變化自適應的基于描述符的臉部分析的示例性方法。

圖5示出了使用以上參考圖4描述的技術的結果對兩個圖像的比較，以便確定相似度。

圖6示出了示例性計算系統。

詳細描述

基于描述符的臉部分析和表示

圖1示出了使用局部二元圖（LBP）來描述臉部的微結構的基于描述符的臉部圖像分析的示例性方法100。LBP對每一像素及其相鄰像素之間的相對強度幅度進行編碼。其對于單調測光改變是不變的，并且可被高效地提取和/或比較。

在圖1的方法中，動作102包括獲得臉部圖像。該臉部圖像的來源不受限制。它可由本地照相機捕捉，或從遠程在線數據庫下載。在圖1的示例中，該臉部圖像是整個臉的圖像。動作104包括預處理該臉部圖像以減少或移除低頻和高頻光照變化。在示例性實施例中，這可使用高斯差分（DoG）技術，使用б₁=2.0和б₂=4.0來實現。也可使用其他預處理技術。

動作106包括獲得分別對應于該臉部圖像的各像素的特征向量或描述符。在所描述的實施例中，對每一像素以及其相鄰像素的圖案進行采樣以形成對應于該圖像的每一像素的低級特征向量。每一低級特征向量然后被規范化成單位長度。該規范化與先前提到的DoG預處理相組合，使得特征向量對于局部測光仿射改變變化較少。以下將參考圖2描述如何執行該采樣的具體示例。

動作106包括將規范化的特征向量編碼或量化成離散碼以形成特征描述符。該編碼可使用預定義編碼方法、方案或映射來完成。在某些情況下，該編碼方法可由設計者手動創建或定制來嘗試滿足特殊目的。在其他情況下，如將在下文中更詳細描述的，該編碼方法可通過程序來創建。在以下描述的示例中，該編碼方法是從多個訓練或樣本圖像中學習的，并且響應于對這些訓練圖像的分析而在統計上進行優化。

以上描述的動作的結果是已編碼特征描述符的2D矩陣。每一特征描述符是多位或多數字向量。在該2D矩陣內，特征描述符具有由編碼方法的量化或碼數來確定的范圍。在所描述的實施例中，特征描述符被編碼成256個不同的離散碼。