下载  >  开发技术  >  其它  > 论文研究-基于3D模型的虚拟人脸生成算法和多姿态人脸识别 .pdf

论文研究-基于3D模型的虚拟人脸生成算法和多姿态人脸识别 .pdf 评分

基于3D模型的虚拟人脸生成算法和多姿态人脸识别,刘润,房斌,本文介绍了一种基于3D模型的虚拟人脸识别算法,它利用有限姿态图像通过旋转公式生成任意角度的虚拟人脸图像,然后基于多姿态的测�
山国武技论文在丝 d 图 空间与二维平面 图即表示出点旋转了角度之后弧长和二维直线之间的关系。图中表示移动 的弧长,表小旋转半径,表小直线长度。因此基于上述关系可以得出以下关系式: 式中即为点在b角度姿态下相对于在零角度(即止面)下的位置距离。假设点在零 角度(即正面)图像中相对位置为(由于只考虑左右偏转,因此为点的横坐标位置), 那么点在0角度姿态下的横坐标位置a应为 因此,如果计算岀点的参数和旋转半径即可计算鼻尖仟意偏转角度的横丛标。 从图像数据库中选择冋一对象的从正血偏转θ角度的姿态图偬和偏转θ角度的姿态图像 假设图像中鼻尖点坐标为 ,在图像的坐标为 由于考虑左右煸 转,所以纵坐标不发生变化,即 则根据式()可得出它们的横坐标满足式(): 根据两个方程可解岀倌和半径,然后由式()即可求出鼻尖点偏转任何角度的横巫 标。同理可以计算出人脸图像中其他像素点的参数,然后利用式()得到任何偏转角度下 对应的横坐标。由前面可知,公式()参数的计算全少需要一个对象的两个不同偏转姿态, 并且每个像素在不同姿态下是同一个特征点,比如 在姿态下为鼻尖,则 在姿态下也必须是鼻尖,并且和‘是否精确一一对应将直接影响后续的实验效果。 虚拟人脸图像 根据前面叙述可知,如果生成偏转θ角度的虚拟人脸图像,则需要根据人脸图像上每 一个像素的旋转公式计算每一个像素偏转θ的橫坐标,由于纵坐标不变,然后由计算得到 偏转〃的横坐标和纵坐标构戊偏转〃的虚拟人脸视图。 由于人臉图像中像素数目很人,不可能得到每一个像素的旋转公式。因此,我们只能在 人脸图像中选取有限个数的特征点,但是这些特征点的选取需要满足三点:()体现人脸 特征;()薮目足够多:()标定点精确一一对应。如图所小,分别在正面姿态和 向左偏转姿态下手工标定个点,这些标记点一一对应,共构成了个特征点 对。各姿态下标定点横坐标为:姿态(偏转角等于)横坐标数组 纵坐标数组 姿态(偏转角等 山国武花论文在丝 )横坐标数组 ,纵坐标数组 姿态特征点标记图 ()姿态特征点标记图 图特征点标记 利用式()可求出人脸图像中个特征点的旋转半径 和对应 然后利用式()计算该个特征点的任意偏转角度θ的横坐标即 0其中纵坐标以正面姿态为参考,即 我们通过这 个特征点生成任意角度姿态下的虚拟人脸图像。 如图所小,正面图像中鼻尖标记点 经过式()计算得到了偏转对应的特 征点 。其中以标记点为中心,(图中)的邻域中非标记点的旋转 半径等于的旋转半径,生成虚拟图像如图所示。 标记点p(x12y) 主成特征点p(x,yn) x2=x+t"sim20=〔rsR y1=y Ve=v 直实正面人脸非标记点D(xy) 非标记点p(xoy) 虚拟侧面人睑 图虚拟图像生成 其中为变量,一般取或。如果边长为的正方块中有多个标记特征点,则其他 非标记点的旋转半径等于欧式距离最近的标记特征点的旋转半径,如果多个最近距离相等, 则随机选择。如图所示非标记点的旋转半径等于的旋转半径。 记特征点pxy1 非标记点P(y) 板记特征点p(Xy2) 图非标记点旋转半径等于欧式距离最近的标记点的旋转半径 通过前面的叙述,我们可以利用任何两个姿态得到其他姿态的虚拟图像,因此,我们可 以针对生成的虚拟图像进行特征提取实现人脸识别。 山国武花论文在丝 多姿态人脸识别 在多姿态的人脸识别中,实验过程如图所示。首先对测试人脸进行姿态估计,估算出 偏转角θ然后把人脸厍中所有正血图像利用本文算法生成偏转θ的虚拟人脸图像构成训练 样本集,最后利用 方法进行人脸识别输出识别结果 测试样本 姿态估计 偏转角日 由症转公式生成 Fisherface方 偏转嘘拟图象 识别结果 法人脸识别 正面人脸库 图实验流程图 虚拟人脸图像 由图可以看出,测试样本的姿态估计精桷度尤为重要。我们利用文献中介绍的姿 态估计方法获得测试样本的偏转角度,它主要采用以下步骤实现。 第一步:采用基于多肤色空间及 算法检测人脸 第步:采用 方法定位眼睛,然后再利用积分投影方法定位两鬓。 第三步:根据眼睛中心到两鬓距离的比值计算出偏转角度。 眼睛定位及两鬓定位效果如图所示。 图眼睛及两鬓定位结果 由图可以看出,随着人脸左右偏转,眼睛中心到两鬓的距离比值发生变化。假设左眼到 左鬓角距离为,右眼到右鬓角距离为,旋转因子a和旋转系数定义为: 其中λ是由()计算得到的最人特征值。由此得到偏转角度θ应该为: 山国武花论文在丝 a 另外,<α<9是由训练样夲集的初始化形状向量取值范围确定的 特征提取 在人脸识别过程中,利用姿态估计算法估算出测试样本偏转角度θ之后,然后利用本文 算法将数据库中所有貞实止睑图像转换到θ角度的虚拟图像构成训练样本,下步则对训练 样本和测试样本进行特征提取进行识别,因此特征提取是其中个关键步骤。人脸识别的特 征提取与措述方式可分为基于几何特征和基于统计特征两大类,早期的研究主要是基于几何 特征的,近年米提出的方法大多基于统计特征。目前,基于变化的 法和基于 线性鉴别准则 法是两种实现比较简单又成功应用的基于统计特征的人脸识 别方法。其中 人脸识别方法山于取得了最佳鉴别矢量同时包含了样本的分类 信息因此成为人脸识别方法中的一个研究热点。 主成分分析 1991年,M.Turk和A. Pentland首先将PCA方法用」人脸识别[11[12],它将人脸训 练图像集映射到特征脸空间中,在低维空冋中保留样木在原始空间中的差昇性。假设有Ⅲ 类已知训练样本w,W2,…,wm,每类样本包含有n个样本集Ⅹ={x,i=1,2,…,n,其中x;是 个具有c维的样本。 则训练集的协方差矩阵S (5) 其中μ是所有样本的均值。PCA方法目找出S中前Q个特征值所对应的特征冋量,实现 过程为求式(6)的解。 P=SP (6) 由前Q个特征向量所构成的矩阵就是最优的特征变换向量集 人脸识别 由 等人在年提出的 方法也称为 线性判别分析 )它上要是从高维特征空间提取出最具有判别能 力的低维特征,这些特征能帮助将同一个类别的所有样本聚集在一起,而不同类别的样本尽 量分开 样本类间散布矩阵定义为: 其中μ是类的均值,是先验概率。样本类内散布矩阵定义为 山国武技论文在丝 其中 而 方法利用将原来的训练图像进行 降维,在新的低维度空间重新定义散布矩阵,即 因此 判定准则数定义为 般样本的维数会大于训练样本的个数因此传统线性鉴別分析方法中的类内散布矩阵 不可逆而 方法首先利用方法将人脸降维到一个适当的空间然后采用 方法得到最后的低维空间数据,因此实现效果更好。 实验 我们从 数据斥中选择了个人,每个人向左偏转个不同的角度,总共得 到不同姿态的人脸图像数据进行测试实验。 虚拟人脸图像 本文以正面图像和向左偏转20度图像作为姿态P1和姿态P2,通过P1和P2计算得到 其他姿态下3个对象的虚拟人脸佟像,如图7所小。其中,角度指人脸冋左偏转的角度,原 图指相应姿态下拍摄的真实图像,生成图是指通过姿态P1(偏转角等于0)和姿态P2(偏 转角等」20)利用木文介绍的算法生成的虚拟人脸图像。 角度048121620242832 原图 生成图 原图 生成图 原E 生成 图虚拟生成图与原图之闫的对比效果 山国武花论文在丝 从图可以看岀,由算法生成的虚拟人脸图像与真实人脸图像很相似,尤其在角度较低 的情况下,几乎分辨不出生成图与原图。 人脸识别 在实验图像数据中,正面人脸库中包含个不同对象,每个对象张正面图像,共 张图;测试样本共有种姿态,每种姿态包含个对象,每个对象张图像,共构成组 测试数据。 首先利用文中介绍的姿态估计算法估算每一组测试样木的偏转角θ,估计结果如表 所示。其中组号氾围代衣组测试数据,针对每组测试数据的个对象进行估计, 得到估计平均值,另外表中列出了每组对象的真实偏转角度值。从表中可以看出,每组对象 的估计值与真实值相差不大,但随着角度的增大,则误差越来越大。 表姿态估计结果 组号 参数 估计值 真实角度值 误差值 然后由本文算法生成止面人脸厍个对象偏转θ角度的虚拟图像构成训练样本,然后 分别进行组实验。另外,为了进行实验对比,由文献中元高次多项式拟合算法生成 的各角度下虚拟图像也作为训练样本 表人脸识别结果 角度θ 识别率 算法 文算法 元高次多 项式拟合 其中,表中识別率意为偏转θ角度下算法识别正确测试样本个数与测试数据总数之比, 例如当等于度时,此时个测试样木全都被正确识别出来,即识别率为 通过 衣实验结果可以发现,在偏转角度比较小的姿态下识别率都比较高,偏转角越晑,则识别 率越低。本文算法相对于二元高次多项式拟合方法各个姿态下识别率都有相对提高。 结论 针对人脸姿态变化问題,本文提出了一种生成虚拟图像的多姿态人脸识别算法。从实验 结果和数据可以看岀在低偏转角度下,实验效果比较理想,但同时也发现随着偏转角度逐渐 增大,生成的虚拟图像效果也明显下降,人脸识别率也很低。这主要是因为模型参数计算只 选取了两个姿态,如果通过多姿态进行拟合计算,实验效果可能会更好。从文中可以看出, 山国武花论文在丝 在进行特征点的选取吋,特征点的个数特别多,并且全部由人为手工选取,工作量特别大 因此下一步工作将研究如何采用或者其他的方法实现自动选取特征点,并选用多个不 同姿态进行拟合计算模型参数,最后能生成更好的虚拟图像,使实验效果更加瑆想。 参考文献 柴秀娟人脸识别中的姿态问题研究哈尔滨:哈尔滨工业大学 朱长仁王润生基于单视图的多姿态人脸识别算法计算机学报 周丽芳人脸局部特征提取算法及其应用研究車庆:重庆大学 李伟生杨瑞娟周丽芳等基于多肤色空间及 算法的人脸检测方法计算杌应用研究 冯建强刘文波于盛杯基于灰度积分投影的人眼定位计算机仿真

...展开详情
所需积分/C币:5 上传时间:2019-08-19 资源大小:647KB
举报 举报 收藏 收藏
分享 分享
论文研究-基于k-means聚类算法的研究 .pdf

基于k-means聚类算法的研究,黄韬,刘胜辉,本文首先分析研究聚类分析方法,对多种聚类分析算法进行分析比较,讨论各自的优点和不足,同时针对原k-means算法的聚类结果受随机��

立即下载
论文研究-基于GM(1,1)灰色预测模型的改进与应用.pdf

针对传统的GM(1,1)模型预测精度不高,并且其求解优化与多项式拟合各有片面性的缺点,给出了基于求解优化和多项式拟合优化相结合的改进灰色等维动态预测方法。结合美国近两百年人口的相关统计数据,利用传统的GM(1,1)模型及其优化后的模型进行误差比较。结果表明改进后的灰色模型预测精度更高,说明改进后的灰色预测模型的可行性与可靠性更好。

立即下载
论文研究-基于本体的语义推理实例研究 .pdf

基于本体的语义推理实例研究,岳笑峥,,作为下一代Web基础的本体正在被越来越多的人关注,本文首先介绍了本体的概念、描述语言及构建方法,然后在热门的本体编辑器Protégé

立即下载
论文研究-基于矩阵模式的人脸表情识别.pdf

提出了一种基于矩阵模式的人脸表情识别方法。该算法直接将人脸表情图像矩阵作为矩阵模式,并结合传统PCA和FLDA进行表情特征提取,称之为MatPCA和MatFLDA。与2DPCA等不同,该算法既利用图像矩阵中的行向量间的信息,也充分利用列向量间的信息,尽可能地保留了原始的表情信息。基于JAFFE和CED-WYU(1.0)两个表情数据库的识别结果表明,基于矩阵模式的特征提取方法能有效地提高识别率并节省计算时间。

立即下载
论文研究-基于3-matic的有限元前处理方法研究 .pdf

基于3-matic的有限元前处理方法研究,王伟,杨亚男,针对数字化CAD模型的STL格式文件无法直接生成三维实体模型进行有限元分析的问题,本文提出了基于3-matic的有限元前处理技术,即将扫��

立即下载
论文研究-基于3GPP LTE的MIMO信道模型研究与仿真 .pdf

基于3GPP LTE的MIMO信道模型研究与仿真,祁万军,,对基于3GPP LTE的MIMO信道模型进行了深入研究,提出了一种空时MIMO信道建模方法,并基于Matlab软件搭建了3GPP LTE MIMO无线信道模型的仿真平�

立即下载
论文研究-基于3GPP LTE系统的HARQ算法研究 .pdf

基于3GPP LTE系统的HARQ算法研究,高建东,,本文提出一种基于3GPP LTE系统的改进的HARQ组合译码算法。首先对3GPP LTE系统以及HARQ主要技术进行简述,然后深入分析和研究了3GPP LTE系统�

立即下载
论文研究-基于3D-HEVC深度建模模式的快速模式判决的研究 .pdf

基于3D-HEVC深度建模模式的快速模式判决的研究,陈河兵,门爱东, 基于高效视频编码的3D视频编码(3D-HEVC)是目前新一代纹理加深度图的3D视频编码标准。3D-HEVC中,为了处理深度图压缩在视点合成时产生的�

立即下载
论文研究-基于3G网络的移动电子政务系统研究 .pdf

基于3G网络的移动电子政务系统研究,黄雪锋,王景尧,全球性的信息化正悄然改变人们的生活、工作方式,随着我国3G业务的正式商用,移动电子政务成为现阶段政府部门提高行政效率和满意�

立即下载
论文研究-基于3G网络的无线视频传输系统设计 .pdf

基于3G网络的无线视频传输系统设计,陈为刚,王涛,本文设计并实现了基于3G网络的无线视频传输系统。提出了一种适用于实时无线视频传输的基于用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)

立即下载
论文研究-基于3-D打印技术的新型宽阻带电磁带隙封装屏蔽盒 .pdf

基于3-D打印技术的新型宽阻带电磁带隙封装屏蔽盒,周佳威,庄伟,设计了一种基于3-D打印技术的倒置蘑菇型电磁带隙(Electromagnetic Band-gap,EBG)封装屏蔽盒。该封装屏蔽盒能够有效抑制4.7~12.6 GHz频率范�

立即下载
论文研究-基于NS-3的卫星链路TCP仿真研究.pdf

卫星通信技术一项重要研究内容是如何在TCP连接下最大限度地利用链路带宽。国内外研究人员对 TCP性能改善做了很多研究工作,然而关于如何进行TCP仿真以及如何搭建仿真平台方法研究不多,旨在提供一种通用灵活的卫星链路TCP仿真方法,NS-3是款全新的优秀的网络仿真软件,通过在NS-3仿真软件上搭建卫星链路仿真场景,进行卫星链路的TCP拥塞控制算法仿真;通过将NS-3与linux内核模块结合,仿真分析了linux内核中的11种TCP拥塞控制算法。以此提供了一种基于NS-3搭建TCP连接的仿真方法,可根据此方法仿真卫星链路的TCP连接,同样也可进行其他场景的TCP连接仿真分析。仿真结果证明了提供方法的

立即下载
论文研究-基于身份的加密研究进展.pdf

首先叙述了基于身份的加密定义和安全模型;然后总结了基于身份的加密的研究现状,并分析了几个典型的基于身份的加密方案;最后指出了基于身份的加密存在的问题和进一步的研究方向。

立即下载
论文研究-基于作业的企业资源成本模型研究.pdf

论文研究-基于作业的企业资源成本模型研究.pdf,  基于资源流动过程图的基础上深入分析了资源的涵义,根据资源的内在属性对其进行了分类.根据既定决策行动、资源、资源成本等假设条件,分别就弹性资源和约束性资源建立了资源成本模型,为企业资源配置提供了一定的理论依据.最后通过案例对该模型进行了解释和说明.

立即下载
论文研究-基于摘要的论文推荐模型的研究与实现 .pdf

基于摘要的论文推荐模型的研究与实现,李彦轩,卞佳丽,随着计算机科学技术的飞速更迭,学者们对于高质量科研论文的需求急剧增加。与此同时,论文的摘要也是一类研究价值较高的短文本数

立即下载
论文研究-基于Cortex-M3微控制器的uCOS-II应用程序开发研究和实例 .pdf

基于Cortex-M3微控制器的uCOS-II应用程序开发研究和实例,叶晓军,高元楼,本文以成功移植到基于Cortex-M3技术的微处理器LM3S8962上的μC/OS-II操作系统为平台,对μC/OS-II上应用程序的开发进行了深入的探讨,阐述了�

立即下载
论文研究-基于ARM的温度控制系统研究 .pdf

基于ARM的温度控制系统研究,郑振宇,晋芳,系统采用ARM COTEX-M3系列芯片STM32F103RBT6为主控制器,对大气智能温度传感器LVQWZ-31进行控制,实现温度采集功能,并在TFT液晶屏上显示实时

立即下载
论文研究-基于本体的知识集成研究综述 .pdf

基于本体的知识集成研究综述,李跃龙,李勇,本文对知识管理中研究的重点和热点—知识集成的概念、基于本体的知识集成现状进行了综述。由于对知识集成本身的研究时间不长,因

立即下载
论文研究-基于FP-growth的音乐推荐算法比较研究 .pdf

基于FP-growth的音乐推荐算法比较研究,张嘉威,孟祥武,音乐推荐作为社会生活中的一个重要内容已经受到研究者越来越多的关注,基于协同过滤算法的音乐推荐是目前使用最为广泛的推荐算法

立即下载
论文研究-基于云计算的安全系统研究 .pdf

基于云计算的安全系统研究,张唯维,,本文对云计算的安全问题进行了深入研究,提出了基于云计算的安全系统解决方案,并实现了该系统。本文通过对云计算建立威胁模型分

立即下载