[發明專利]一種基于Ricci曲率流的三維人臉識別方法

有效

• 申請號: 201810530340.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108764140B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 況立群;高月;王帆;孫鑫;韓燮
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發明屬于三維人臉識別方法技術領域，具體涉及一種基于Ricci曲率流的三維人臉識別方法，主要解決了當前人臉識別方法存在人臉曲面三維信息丟失和數據量大的問題。本發明通過同心圓的加權劃分，并針對劃分出的不同區域賦予不同權值，以此來盡最大可能的規避人臉面部表情變化對系統識別效率的影響；通過使用Ricci曲率流將三維人臉模型共形映射至二位平面圓盤中，使三維人臉模型中的三維特征在降維過程中被最大程度的保留；創新性的通過提取并統計共形映射后模型各點所特有的能量值，并生成能量直方圖完成特征提取，具有一定應用價值。

技術領域

本發明屬于三維人臉識別方法技術領域，具體涉及一種基于Ricci曲率流的三維人臉識別方法。

背景技術

生物特征是人類所特有的且可以唯一標識個人身份，包括生理特征和行為特征，如虹膜、手形、指紋、臉、聲音等。生物特征不會隨著人的轉移、人的意志發生改變或是年齡的增長而改變，同時具備不易丟失、無需特別攜帶等特點，是人類固有的特征，并且隨著生命的發展變得愈發穩定。由于生物識別技術的種種優勢，其相關技術在全球范圍內受到了高度關注，各國對生物認證的研究投入了大量的科研力量，也取得了重要的進展，部分生物識別技術已付諸實踐。我們國家早在2008年北京奧運會就采用了基于虹膜、聲音和步態的融合技術用于身份識別，以消除危險和犯罪的威脅和破壞，確保大會的順利運轉。

人臉識別技術是通過提取人臉的面部特征作為對比標準的一種生物識別技術。人臉識別具有自然、友好以及精確的優點。雖然基于虹膜和指紋特征的識別技術取得了非常準確的結果，但與人臉識別相比，仍然存在一些固有的缺陷，阻礙了更廣泛的應用。但現有的人臉識別技術無論是基于整體特征直接匹配還是基于局部特征的人臉識別亦或是融合整體與局部特征的人臉識別技術等，都會因為三維人臉數據龐雜的數據量而造成系統運行效率的緩慢，而直接使用二維人臉圖像又會造成人臉三維信息的丟失，使系統針對表情、光照等變化的魯棒性降低。故如何保證在將三維人臉模型降維的過程中保持三維人臉模型的三維特征盡量被保留，同時保證系統針對光照、表情等變化具有較高的魯棒性使現階段研究最主要的問題。

發明內容

本發明的目的是解決當前人臉識別技術中由于提取二維人臉模型的過程中所造成的人臉曲面三維信息的丟失而造成系統在運行過程中容易受到姿態、表情、光照等因素影響的問題；同時由于直接采用三維人臉模型計算時容易由三維人臉模型中過于龐雜的數據量造成的系統運行過于緩慢的問題。針對上述三維人臉識別系統的局限性，提出一種基于Ricci曲率流的三維人臉識別方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于Ricci曲率流的三維人臉識別方法，包括如下步驟：

S1，提取待識別三維人臉模型的鼻尖點；

S2，使用Ricci曲率流將待識別三維人臉模型共形映射至二維平面圓盤之中，得到共形映射后的待識別二維人臉圓盤；

S3，以鼻尖點為圓心，將待識別二維人臉圓盤劃分為剛性區域、半剛性區域以及非剛性區域，并確定待識別二維人臉圓盤的剛性區域、半剛性區域和非剛性區域的權重；

S4，根據待識別二維人臉圓盤的剛性區域、半剛性區域和非剛性區域中每個點的能量值，計算待識別二維人臉圓盤的剛性區域、半剛性區域和非剛性區域的能量直方圖；

S5，分別計算待識別二維人臉圓盤的剛性區域、半剛性區域和非剛性區域的能量直方圖與三維人臉數據庫中的每個二維人臉圓盤的剛性區域、半剛性區域和非剛性區域的能量直方圖之間的相似度；