[發(fā)明專利]基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410199207.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103996023B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁春;顧兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06T7/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 王震宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)(Deep?Belief?Networks，簡(jiǎn)稱DBN)的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法。?

背景技術(shù)

很多現(xiàn)代人臉識(shí)別方法基于圖像的局部二值特征、SIFT特征等圖像特征，與其說(shuō)嘗試去尋找新的圖像特征，不如應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)方法自動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)特征。近些年，深度學(xué)習(xí)在二維人臉識(shí)別上的研究取得了一定成果。但是，目前三維人臉識(shí)別方面進(jìn)展相對(duì)落后。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：?

一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法，包括如下步驟：?

a.基于光場(chǎng)相機(jī)所采集的人臉圖像，重構(gòu)人臉識(shí)別所需的4D光場(chǎng)子孔圖像陣列，得到訓(xùn)練集；?

b.使用光場(chǎng)相機(jī)對(duì)識(shí)別對(duì)象進(jìn)行人臉圖像采集，基于識(shí)別對(duì)象的人臉圖像重構(gòu)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列，得到測(cè)試集；?

c.將所述訓(xùn)練集輸入DBN分類器，對(duì)所述DBN分類器進(jìn)行訓(xùn)練；?

d.將所述測(cè)試集輸入經(jīng)訓(xùn)練后的DBN分類器，由所述DBN分類器確定并輸出識(shí)別結(jié)果；?

步驟a和步驟b中，重構(gòu)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列的過(guò)程包括：?

對(duì)于從光場(chǎng)相機(jī)采集的人臉圖像所得的微透鏡圖像陣列，確定陣列中各個(gè)微透鏡圖像的中心位置，并根據(jù)微透鏡圖像的中心位置坐標(biāo)的小數(shù)部分?jǐn)?shù)值(0.f_x,0.f_y)，給予呈方形陣列的相鄰四個(gè)像素對(duì)應(yīng)的權(quán)重，重構(gòu)像素值P＝w_aPt+w_bPr+w_cPl+w_dPd，其中P為提取的像素值，Pt、Pr、Pl、Pd為微透鏡圖像的中心位置對(duì)應(yīng)的相鄰四個(gè)像素值，w_a、w_b、w_c、w_d為四個(gè)像素值依據(jù)微透鏡圖像的中心位置所確定的權(quán)重，w_a+w_b+w_c+w_d＝1，由此提取出重構(gòu)的像素，并基于所提取的這些像素合成各子孔圖像，以構(gòu)成4D?光場(chǎng)子孔圖像陣列。?

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)方案還可能包括以下一些技術(shù)特征：?

在構(gòu)成4D光場(chǎng)子孔圖像陣列之前還包括以下步驟：?

對(duì)于各子孔圖像，偶數(shù)行的像素用相鄰的像素進(jìn)行線性插值得到中間像素，而奇數(shù)行的像素不操作，基于線性插值的結(jié)果將呈菱形的像素排列恢復(fù)成正常的像素排列。?

微透鏡圖像的中心位置的確定包括以下步驟：?

通過(guò)檢測(cè)光場(chǎng)相機(jī)采集的源圖像的水平梯度圖和垂直梯度圖，得到梯度峰值點(diǎn)；?

進(jìn)行水平線性擬合與垂直擬合，得到每個(gè)水平直線與垂直直線交叉點(diǎn)的位置；?

利用交叉點(diǎn)的坐標(biāo)，得到每個(gè)微透鏡圖像的中心坐標(biāo)以及中心坐標(biāo)之間距離的參數(shù)信息。?

步驟a包括使用光場(chǎng)相機(jī)進(jìn)行人臉圖像采集。?

步驟a和步驟b還包括對(duì)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列中的每幅子孔圖像進(jìn)行人臉位置的檢測(cè)和提取。?

步驟a中，對(duì)于每個(gè)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列，選取覆蓋范圍小于整個(gè)子孔圖像陣列、處在中央?yún)^(qū)域的子孔圖像子陣列用作DBN分類器的訓(xùn)練輸入。?

步驟b中，只重構(gòu)微透鏡圖像的中心位置上像素所合成的一個(gè)子孔圖像，用作經(jīng)訓(xùn)練后的DBN分類器的識(shí)別輸入。?

步驟a中，所采集的人臉圖像包括不同光照條件和/或不同姿態(tài)和/或不同遮擋程度下采集的圖像。?

在確定微透鏡圖像陣列中各個(gè)微透鏡圖像的中心位置之前，包括對(duì)光場(chǎng)相機(jī)采集的源圖像進(jìn)行源文件解析、去除馬賽克以及對(duì)齊微透鏡圖像陣列的步驟。?

在重構(gòu)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列之后，還包括對(duì)4D光場(chǎng)子孔圖像陣列進(jìn)行顏色修正的步驟。?

本發(fā)明的有益效果：?

本發(fā)明基于DBN的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法，使用光場(chǎng)相機(jī)作為圖像采集工具，且能夠?qū)θ四樀墓鈭?chǎng)相機(jī)數(shù)據(jù)作出快速、準(zhǔn)確的處理分析，精確獲得微透鏡位置，其所實(shí)現(xiàn)的4D光場(chǎng)重構(gòu)以及利用DBN分類器深度學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)使其在人臉識(shí)別上能夠獲得十分好的效果，并且具有2D人臉圖像的易采集?易操作等特性，有廣闊的應(yīng)用前景。?

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明基于DBN的光場(chǎng)人臉識(shí)別方法實(shí)施例的流程圖；?

圖2本發(fā)明一種實(shí)施例中的4D光場(chǎng)重構(gòu)過(guò)程的流程圖；?