基于三维重建的人脸姿态估计

人脸姿态估计是计算机视觉及人脸识别领域的一项关键研究内容.将三维模型应用于估计人脸图像姿态参数,提出了基于三维重建的人脸姿态估计算法.根据人脸正面图片上的特征点计算出形状参数,实现三维人脸重建.基于三维人脸模型,由姿态图片上提取的特征点信息推知等姿态下模型上对应特征点的信息,针对照模型正面姿态,运用线性回归估计姿态参数.实验表明,重建的三维人脸具有较好的真实感,在较大的姿态变化范围内,该方法也能够取得较好的估计精确并具有鲁棒性.     

基于YOLOv3模型的人脸检测与头部姿态估计融合算法

针对头部姿态估计中的人脸检测框尺寸难于学习问题和将人脸检测、头部姿态估计分为两阶段的模型中流程复杂、耦合程度高、误差累积严重的问题,本文提出一种基于YOLOv3模型的人脸检测与头部姿态估计融合算法。通过K-means聚类方法对训练集中人脸区域的尺寸进行聚类,得出9组聚类结果,以模拟真实情况下人脸区域的尺寸和比例;通过拓展YOLOv3模型,实现人脸检测和头部姿态估计同时进行,并在3个不同层次的特征图上进行人脸检测和头部姿态估计,实现对特征图的多尺度检测,充分利用了特征图中的信息;采用端到端模式进行训练,简化头部姿态估计任务的处理流程。在CAS-PEAL-R1姿态子集上取得99.23%的预测准确率,在Pointing′04数据集上pitch和yaw方向分别取得了3.79°和4.24°的平均绝对误差。结果表明,本模型在满足实时性要求的前提下,能够出色完成人脸区域检测与头部姿态估计任务,充分证实本文方法的可靠性与实用性。     

三次样条在飞机着陆导航中的应用

通过对机载相机获取的跑道图像进行处理,估计飞机姿态和位置信息,然后根据这些信息对飞机的飞行过程进行控制.在估计过程中,仅利用跑道照明的透视图像,通过Hough变换提取三条跑道线,然后对该图形状和位置特征进行分析,借助计算机视觉的知识来估计飞机的姿态及位置.控制调整过程分三个阶段进行,利用三次样条插值方法,使各阶段平滑衔接,最终使得飞机准确着陆.试验证实上述方法计算简单,避免了传统反求飞行状态参数方法的繁琐过程,而且该调整方法也行之有效,适于对飞机着陆进行实时导航.     

基于计算机视觉的无人机位姿估计

本文给出了无人机着陆过程中利用帧间图像提取的特征点进行无人机运动估计的算法。采用Shi-Tomasi-Kanade特征提取算法进行特征点的提取与匹配,然后建立视觉信息与无人机位姿的关系,通过对帧间图像单应性矩阵的求解,对无人机进行相对位置和姿态的估计。仿真结果表明,该算法能够有效地提高匹配速度,降低误匹配率,较好的估计无人机的相对位置和姿态信息。     

基于双目视觉的人脸追踪方法

机械臂自动调节电脑屏幕位置以适应人脸,在一定程度上可以方便人们工作并缓解工作疲劳,准确地识别并获取人脸的位置及姿态成为关键所在。针对人脸追踪准确率低下的问题,提出首先使用ZED mini双目相机获取图像,用双边滤波对图像进行预处理,然后使用Cam Shift算法融合TLD框架实现人脸追踪,最后对左右相机的图像进行校准对齐,再使用SGBM算法进行立体匹配,从而获取人脸的位置和姿态。试验结果验证,人脸识别准确率提高了6%,同时成功获取了人脸位置和姿态信息,实现了实时人脸追踪,满足试验要求。     

一种交互式脸部网格模型调整算法

脸部网格模型的建立是基于模型人脸合成技术中的关键步骤.提出一个半交互式正面人脸模型的调整算法,首先利用区域增长法和模板匹配自动确定图像中人脸及各特征区域的大致位置,然后交互地提取人脸特征点的准确二维位置,最后自动确定脸部姿态和调整模型非特征点,即获得输入人脸模型.该算法简便实用,费时较少,具有实用价值.     

基于三点透视的人脸姿态估计算法

提出了基于特征点透视变换和人脸统计模型的人脸姿态估计算法.首先建立以左右眼睛点和鼻尖为几何特征点的人脸统计模型,然后推导出这三个特征点在图像平面坐标系和三维世界坐标系间的对应关系,进而得到从图像平面上的三个特征点估算人脸在三维空间姿态的理论方程,最后运用迭代方法给出了一个完整的快速人脸姿态估计算法.实验结果表明,本算法精度高,速度快,具有较好的鲁棒性.     

人脸图像年龄估计

为了解决人脸识别中识别率随年龄变化急剧下降的问题,提出一种自动的年龄估计方法。通过年龄函数建立人脸特征与年龄之间的对应关系,人脸特征由形状特征和纹理特征组成。首先,通过改进的活动形状模型自动定位人脸形状特征点,再通过形状拉伸获得单纯的纹理图像;然后用主分量分析分别得到形状特征向量和纹理特征向量,合成作为人脸特征;最后,按照最优化的准则得到年龄函数,结合人脸变老方式的分类,自动估计年龄。实验结果表明,这种方法对年龄估计十分有效,平均200人的多年龄人脸数据库上的估计误差为1.1 a。     

基于Kinect 2的三维人脸个性化建模

提出一种基于五官形状特征点以及人脸肌肉函数的优化Kinect 2 个性人脸网格的算法,然后通过自适应uv贴图,使结果更符合个性人脸特征.首先,通过提取彩色图的特征点位置获取个性人脸的x,y 空间的特征信息,基本的五官形状特征点为83 个,通过相似三角关系在鼻梁和鼻翼处添加了6 个特征点以丰富五官形状特征信息.肌肉形状特征约束方面,综合肌肉形状约束量有43 个.其次,通过Kinect 2 人脸个性化建模得到中间模型,同时也获得了五官形状和肌肉形状特征的深度先验信息.接着使用基于拉普拉斯算子的微分网格变形算法对Kinect2 的中间模型进行五官优化及肌肉形状约束,通过对比ASM、正则化均值漂移和face + + 算法检测的人脸特征点来选择更精确的五官位置.最后,为了让人脸更具有真实感,还通过平面微分网格形变实现了uv 自动贴图,提升了maya中手动调整uv 坐标的准确性和效率.同时,使用次表面散射光照模型来使人脸皮肤的真实感加强.实验表明,本文所采用的三维人脸模型的个性化变形方法能使Kinect2 模型更好地符合个性人脸特征,这将为后期的表情生成和动画制作奠定良好的基础.     

基于单幅图像的人脸三维建模研究

由于人脸三维模型在三维动画、计算机游戏、视频会议、医学手术以及生物教学等许多领域都有着广泛的应用价值,使得越来越多的研究人员开始思考获取人脸三维模型的有效途径。文中先采用AdaBoost算法进行人脸检测,判断输入图像中是否含有人脸;接着,采用ASM模型对合有人脸的图像进行特征点提取;最后依据从图像中提取的特征点等信息对初始模型进行调整,实现了一种基于单幅图像的建模方法。     

基于贝叶斯判别器的面部检测

 提出了1种基于PCA(主成分分析)的贝叶斯判别器用于检测灰度面部图像.为检测面部图像,首先用PCA减低训练图像的维数以为判别器提供教好的图像描述.训练图像包括面部图像和非面部图像并给出正确标识,用EM算法学习图像的特征向量.在构建好学习模型后,用贝叶斯后验概率检测未知样本.模型参数估计和判别原则都是基于最大似然度.在估计了概率密度函数后,贝叶斯判别器可产生最小的误差,为分类的教优准则.本方法用2356副面部图像和3780非面部图像作为学习样本,学习过程获取面部图像与非面部图像的差异而构建判别模型.训练图像包括不同位置,不同表情,不同亮度条件的同一对象图像.训练模型用于检测205副面部图像,实验结果在文章第4部分给出.     

面向中医望诊的人脸图像配准

对可疑病人脸色与病例库中标准病例脸色之间的配准进行了研究.从人脸检测、特征提取到人脸配准,提出一套解决方案和实现算法.将基于肤色模型和动态外观模型的人脸多特征点精确定位方法相结合,应用于面向中医望诊的人脸图像特征定位中,利用所得特征点对人脸划分区域,在各区域内提取颜色特征,实现了基于颜色的图像配准.     

标准正面人脸图象的特征提取

人脸的识别技术（ＦＲＴ）是当前模式识别领域的一个热点课题,人脸特征的自动提取是人脸自动识别过程中至关重要的一步,文中采用基于人脸几何特征的方法,设计一个初步的自动人脸特征提取系统,首先通过改进后的边缘检测和阈值技术在头肩型图象中找到头部轮廓,再利用“三停五眼”的标准进一步确定五官大概的位置,最后提取出７个有效的特征点,本系统建了一个包含５０个人脸图象的数据库,实验结果表明这种方法可以有效地获取头部轮廓一人脸特征点。     

基于多任务CNN的人脸活体多属性检测

人脸的活体检测是人脸识别系统的安全性保证,传统交互式活体状态识别中通常先进行关键点检测,再进行人脸活体状态判断,无法利用活体属性之间关联性同时进行多种活体属性检测。基于多任务卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提出了一种直接从输入人脸中同时判断人脸的眼睛睁闭状态、嘴巴的张闭状态、头部点头状态和摇头中左右侧脸状态四个任务的活体检测方法。该方法利用多层CNN强大的特征提取能力、多任务的并行能力和四个任务中的关联性,直接提取人脸照片中的特征信息,判断人脸多个活体属性。实际应用结果表明,这种基于多任务CNN方法的准确率在四个任务中均可达95%以上,甚至达到98%以上,无论检测的准确率还是同时检测多个任务的能力均明显优于传统的人脸活体属性检测方法。     

基于人眼特征信息的驾驶人眼视线估计

提出了一种新的基于人眼特征信息的驾驶人眼视线估计的算法,且研究使用普通的摄像头。采用Harris角点检测算法对驾驶人上、下眼睑外轮廓进行角点检测,拟合人眼轮廓曲线;再对人眼区域图像进行色彩空间转换提取灰阶值分量,图像亚像素下进行Hough边缘检测,设定相应的虹膜边缘曲率阈值,准确识别人眼虹膜边缘信息。算法结合虹膜和人眼轮廓信息对驾驶人眼视线进行估计。将提出的算法应用到实车试验中,采用facelab5眼动仪对驾驶人视线估计角度结果进行验证。试验结果表明,所采用的人眼视线角度估计算法在实际的驾驶环境中准确率较高。     

应用于无人机视频影像密集匹配的特征描述方法

为了降低无人机视频影像密集匹配的消耗时间, 提高处理效率, 提出快速的特征描述和特征匹配方法。该方法首先利用Harris算子检测角点, 然后通过特征描述符simplified-DASIY(S-DASIY)对检测角点进行特征描述, 生成该点的25维特征描述符。根据相应的匹配准则对影像对特征点进行匹配, 得到影像对的匹配点。实验表明, 该方法能够显著减少特征点的生成和匹配时间。     

基于特征点组合聚类的图像检索新方法

由于特征点能对图像局部特征进行合理描述,有效使用特征点实现基于内容的图像检索成为当前计算机视觉领域中的热点问题.针对该问题,提出一种基于特征点组合聚类的图像检索新方法.该方法包括特征点组合聚类算法,以及基于该算法的局部颜色直方图构建策略.与现有的基于特征点和局部颜色直方图的检索方法相比,该方法能有效解决当前方法对特征点位置信息及特征点中心过度依赖的问题.从公共图像库上的实验结果可以看出,该方法与现有方法相比具有较高的检索精度.     

基于真实感三维头重建的人脸替换

传统的人脸替换技术需要输入的源图像中的人脸与待替换的目标图像中的人脸姿态相似,这限制了人脸替换技术的应用。该文提出一种基于特定三维头模型重建的人脸替换技术。首先,利用替换者的2张正交图像(1张正面图像和1张侧面图像)进行三维头重建。整个三维头重建过程分为人脸图像配准、特征点匹配、标准三维头形变和纹理贴图4个部分。形变部分利用了径向基函数对标准三维头进行形变以获得最终的特定三维头模型。通过建立替换者的真实感三维头模型,渲染出与任意目标图像姿态相一致的人脸图像。为了让渲染后的人脸图像与目标图像进行无缝纹理融合,还进行了色彩传递和基于多分辨率技术的边界融合。用此方法可将故事书中的任意角色替换成用户,以此提供个性化的图书。     

基于特征点匹配的拼接算法研究与实现

针对图像间因具有旋转及光线强度差异等现象而导致的拼接效果不佳及拼接速度慢的问题,提出一种基于特征点的配准算法.该算法首先利用相位相关法确定图像重叠区域,然后采用改进Harris角点检测算法检测角点,再根据相似测度NCC(Normalized Cross Correlation)方法提取出匹配特征点对,最后用渐进渐出的方...