[發明專利]基于三維人臉重建的單視圖多姿態人臉識別方法

在審

• 申請號: 201710791920.3
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107729806A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 趙明華;張飛飛;李兵;石爭浩;莫瑞陽;張利利
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T17/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 楊璐

1.基于三維人臉重建的單視圖多姿態人臉識別方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

步驟1、基于幾何信息的平面模板建立，定義對三維人臉重采樣的數目和拓撲結構；

步驟2，基于步驟1建立的平面模板，對其分別進行垂直與水平重采樣重新生成新的人臉，根據模板的拓撲結構對這些生成人臉的頂點進行網格重建，將三維人臉數據實現規格化；

步驟3，基于步驟1獲得的平面模板和步驟2得到的規格化三維人臉數據，進行基于稀疏形變模型的三維人臉重建，并通過紋理映射、旋轉、投影生成虛擬多視圖，實現多姿態人臉識別。

2.根據權利要求1所述的基于三維人臉重建的單視圖多姿態人臉識別方法，其特征在于，所述步驟1具體按照以下方法實施：

基于幾何信息的平面模板建立包括基于幾何信息的人臉分割和平面模板建立兩個部分；

每個三維人臉數據都是采用柱面坐標的方式記錄幾何信息，故能通過對這些數據進行柱面展開并結合紋理信息得到對應的紋理圖像；然后對柱面展開后的人臉進行分割，提取出關鍵部位區域；

由于三維人臉的形狀數據都已經過校正，Y軸與人臉平面垂直且過兩眼的連線水平，利用幾何信息直接定位鼻尖，即選取Y坐標值最大的頂點作為鼻子尖；

依據鼻尖的坐標，能得到過鼻尖的垂直和水平的兩條等值線，由于三維人臉模型上的頂點和二維紋理圖上的像素點是一一對應的，則能得到三維人臉上相應的等值線；通過觀察水平、垂直等值線上的曲率變化能確定人臉矩形區域，并以該矩形的四條邊確定外接橢圓，分割出該橢圓區域；

將分割后二維人臉紋理圖以鼻尖位置對齊，進行人臉重疊，選取出現次數超過一半的像素點構成平面模板元素；

實際上，選取的像素點對應的頂點是散亂的，要通過建立網格來對這些頂點進行組織生成規格化的三維人臉模型。

3.根據權利要求2所述的基于三維人臉重建的單視圖多姿態人臉識別方法，其特征在于，所述步驟1中通過建立網格來對頂點進行組織生成規格化的三維人臉模型，其構建拓撲結構的步驟如下：

步驟a、根據水平等值線與垂直等值線上頂點的連接關系將頂點順序連接；

步驟b、經步驟a后，連接左下角到右上角的對角線將每一個小矩形劃分成兩個三角片，并采用從左到右、從上到下的方式將頂點和小三角形進行編號，即生成規格化的三維人臉模型。