[發明專利]一種基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法

在審

• 申請號: 201710049291.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106934343A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 聶祥飛;王元元;何雪;熊文怡;楊志軍
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

1.一種基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用Laplacian算子對人臉圖像銳化處理，提取人臉細節特征；

(2)與原圖像對應像素進行除法運算，消除慢變化的人臉光照部分，所得結果就是需要提取的人臉光照不變特征。

2.根據權利要求1所述的基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法，其特征在于，根據光照反射模型，任意灰度人臉圖像I(x,y)是反射分量R(x,y)和光照分量L(x,y)的乘積，即I(x,y)＝R(x,y)L(x,y)；所述步驟(1)中，銳化處理時，應用Laplacian算子(在下面的推導中，使用算子)模板進行人臉圖像細節特征銳化處理，處理后的圖像為I'。

3.根據權利要求1-2所述的基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法，其特征在于，以Laplacian算子D₂模板進行銳化處理后的人臉圖像I'某中心像素點(x,y)的灰度值為I'(x,y)如公式(1)所示：

為了表述方便，I(x+m,y+n)簡記為I_m,n，同理，R(x+m,y+n)簡記為R_m,n，L(x+m,y+n)簡記為L_m,n，則公式(1)簡記為公式(2)，如下所示：

I'_0,0＝8I_0,0-I_-1,-1-I_0,-1-I_1,-1-I_-1,0-I_1,0-I_-1,1-I_0,1-I_1,1(2)；

根據光照反射模型進一步得到公式(3)：

I'_0,0＝8R_0,0L_0,0-R_-1,-1L_-1,-1-R_0,-1L_0,-1-R_1,-1L_1,-1-R_-1,0L_-1,0-R_1,0L_1,0-R_-1,1L_-1,1-R_0,1L_0,1-R_1,1L_1,1(3)。

4.根據權利要求1所述的基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法，其特征在于，所述步驟(2)中除法運算為R(x,y)代表人臉的關鍵信息，而L(x,y)是慢變化的，在局部是近似不變的，所以通過除法運算來近似消除該分量。

5.根據權利要求4所述的基于Laplacian算子的人臉光照不變特征提取方法，其特征在于，光照分量L(x,y)變化緩慢，所以有公式(4)：

L_0,0≈L_-1,-1≈L_0,-1≈L_1,-1≈L_-1,0≈L_1,0≈L_-1,1≈L_0,1≈L_1,1(4)；

將公式(4)的所有變量均用L_t替代，所以公式(3)可表達為公式(5)所示：

I'_0,0＝8R_0,0L_t-R_-1,-1L_t-R_0,-1L_t-R_1,-1L_t-R_-1,0L_t-R_1,0L_t-R_-1,1L_t-R_0,1L_t-R_1,1L_t

＝L_t(8R_0,0-R_-1,-1-R_0,-1-R_1,-1-R_-1,0-R_1,0-R_-1,1-R_0,1-R_1,1)(5)；

此時，將銳化處理后的圖像I'與原圖像I對應像素相除，得到公式(6)：，因此消除了光照分量。