基于认知机理的三维人脸建模及应用研究

人类天生具备从单张平面照片进行三维信息恢复的能力,模拟人类的这一认知过程,研究基于单张平面图像的人脸三维建模技术,是当前认知计算中的一个重要问题。以统计学为工具,在建立人脸统计模型的基础上提出一个两步人脸形状建模方案,利用人脸结构先验知识对建模过程进行约束,能够生成真实感强的三维人脸模型。将三维人脸模型应用到光照和姿态估计问题上,取得了较好的效果。     

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.     

基于单幅正面照和统计模型的三维人脸重建方法研究

为提升单张图片三维重建的效率、提高重建的精准度,提出了一种基于单张图片和统计模型的三维人脸重建技术。首先基于智能行为理解组（intelligent behaviour understanding group,IBUG）,采用监督下降算法（SDM）进行训练来建立二维人脸特征点参数模型;再应用该参数模型对给定图片进行特征点提取;然后基于北京工业大学3D数据库（BJUT-3D）进行三维人脸统计模型的构建;最后,以三维人脸统计模型为基础,使用学习因子自适应梯度下降法对能量函数进行迭代优化,得到统计模型参数化向量,使用该向量来调整统计模型,实现与给定图片相匹配的三维人脸模型构建。实验证明,与现有的方法相比,本文方法重建出的三维人脸模型具有更高的精确度和自适应度。     

特定二维人脸的三维真实感重建

文章为解决特定人脸的三维真实感重建提供了一个简单而且行之有效的方法．首先，给出特定人脸的二维正面和侧面照片，及三维中性人脸模型，通过中性模型到特定人脸模型的变换产生特定三维人脸模型，然后对特定三维人脸模型进行纹理映射产生具有真实感的三维特定人脸．     

基于非刚性ICP的三维人脸数据配准算法

三维人脸扫描数据的配准是三维人脸统计学习的基础和前提。为了解决离散点群数据的精确配准问题,该文提出一种融合弹性形变的非刚性最近点迭代(ICP)三维人脸数据配准算法。该算法利用稀疏的特征点逐步形变一个高分辨率的三维模板网格(模板三维人脸)以逼近三维人脸扫描数据(目标三维人脸)。此形变过程可以建模为一个关于模板人脸上每个顶点的仿射变换的优化问题。此外,该算法通过引入弹性形变在不损失配准精度的前提下加速了配准过程。在此基础上,该文提出一种融合弹性形变和三维配准的三维人脸的头部缺失数据补齐算法,使得三维人脸模型更具有真实感和完整性。实验表明,该算法比一种目前较为广泛应用的人脸头部补齐算法更具鲁棒性。     

基于中性模型与真人照片的三维人脸建模

三维人脸建模一直以来都是三维建模中的热门研究课题。利用中性人脸模型CANDIDE-3和正、侧面照片,结合人脸特征点识别技术,提取照片特征点,对正交照片二维特征点进行整合补充获得一组三维人脸特征点信息,通过该组特征点校正并匹配中性模型获得特定人脸模型,再提取照片中人物面部纹理获得具有真实感的特定人脸三维模型。经验证,该方法能以较低的开销获得精确度较高的特定人脸模型。     

人脸三维建模方法综述

由于人脸的复杂性、易变性，建立逼真的三维人脸模型成为众多研究者挑战的课题。本文对近年来三维人脸建模的基本方法进行了概要的总结，并重点介绍了算法的基本思路。     

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。     

人脸特征建模中特征点的提取

探讨了人脸建模中特征建模方式。人脸特征建模方式中对于正侧面照片的坐标校正，对于已存在的两张照片，分别用不同方式提取特征点，对于两张照片相应位置的特征点进行重构，形成三维空间里面的点，从而对这些有代表性的点进行三维建模，得到人脸的三维框架。后续进行文理映射等方式，最终形成逼真的人脸三维模型。     

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.     

一个改进的球面谐波模型及其在光照人脸识别中的应用

从根本上解决人脸识别中的光照问题,仅从人脸的平面图像考虑是不够的,需更多地利用人脸的纹理和形状等本质特征。提出用中性人脸的形状来表示特定人脸的形状,并通过计算球面谐波基图像进行光照估计,实现光照补偿。对真实照片去光照的处理和在Yale B人脸库上的实验结果表明,该方法有效地利用了人脸的形状特征,能比较准确地估计出人脸的光照,明显地去掉光照不均的影响,识别率得到较大提高。     

基于肤色分割、数学形态学和几何方法的人脸检测

许多学者对人脸检测进行了研究,但是始终没有得到一个满意的结果．Ing-sgeeb Hsieh使用HIS颜色空间进行人脸检测,得到“亮度小于40的区域不是东方人脸”的结论．这种方法的局限性在于亮度会随光照改变且只适合于检测东方人脸．Rein-Lien Hsu使用嘴唇和眼睛的Cr和Cb规范值来辨别人脸,但是由于很多人戴眼镜,     

Real-Time Multi-View Face Detection and Pose Estimation Based on Cost-Sensitive AdaBoost

Locating multi-view faces in images with a complex background remains a challenging problem.In this paper, an integrated method for real-time multi-view face detection and pose estimation is presented.A simple-to-complex and coarse-to-fine view-based detector architecture has been designed to detect multiview faces and estimate their poses efficiently. Both the pose estimators and the view-based face/nonface detectors are trained by a cost-sensitive AdaBoost algorithm to improve the generalization ability. Experimental results show that the proposed multi-view face detector, which can be constructed easily, gives more robust face detection and pose estimation and has a faster real-time detection speed compared with other conventional methods.     

Personalized Multi-View Face Animation with Lifelike Textures

Realistic personalized face animation mainly depends on a picture-perfect appearance and natural head rotation. This paper describes a face model for generation of novel view facial textures with various realistic expressions and poses. The model is achieved from corpora of a talking person using machine learning techniques. In face modeling, the facial texture variation is expressed by a multiview facial texture space model, with the facial shape variation represented by a compact 3-D point distribution model (PDM). The facial texture space and the shape space are connected by bridging 2-D mesh structures. Levenberg-Marquardt optimization is employed for fine model fitting. Animation trajectory is trained for smooth and continuous image sequences. The test results show that this approach can achieve a vivid talking face sequence in various views. Moreover, the animation complexity is significantly reduced by the vector representation.     

Face Live Detection Method Based on Physiological Motion Analysis

In recent years, face recognition has often been proposed for personal identification. However, there are many difficulties with face recognition systems. For example, an imposter could login the face recognition system by stealing the facial photograph of a person registered on the facial recognition system. The security of the face recognition system requires a live detection system to prevent system login using photographs of a human face. This paper describes an effective, efficient face live detection method which uses physiological motion detected by estimating the eye blinks from a captured video sequence and an eye contour extraction algorithm. This technique uses the conventional active shape model with a random forest classifier trained to recognize the local appearance around each landmark. This local match provides more robustness for optimizing the fitting procedure. Tests show that this face live detection approach successfully discriminates a live human face from a photograph of the registered person's face to increase the face recognition system reliability.     

人脸识别系统的设计与实现

随着社会信息化、网络化的发展,自动身份认证逐渐成为一种趋势,人脸识别以其特有的便利性成为当前研究的热点.在学习前人的图像处理技术基础上,综合考虑各方面条件,在算法上采用人脸识别领域中的HAAR方法对人脸进行检测,采用PCA方法进行人脸特征提取;在图像显示上采用JavaWeb开发的SSH框架对图像进行处理,将C++图像处理的便利条件和Java Web开发的友好效果结合起来.最终实现的功能是:从人脸图像库中找出与上传人脸最相似的前三个人脸图片,并显示他们的信息.     

基于形变模型的三维人脸快速重建改进算法

针对传统三维人脸重建算法效率低且难以满足实际应用的缺陷, 提出一种三维人脸重建改进算法。该算法基于ASM（Active Shape Model) 增强算法, 自动地对特定二维人脸特征区域进行准确定位, 并实现三维人脸数据库的归一化; 利用稀疏形变模型对特定正面二维人脸进行快速三维重建; 采用明暗纹理恢复算法对重建后的三维模型人脸特征区域的每个顶点法线进行约束, 并将其应用于人脸识别中。实验结果表明, 该方法可实现对特定正面二维人脸快速三维重建, 并取得较好的三维重建精度与识别率, 与经典ASM算法相比, 精度提高12.3%, 迭代次数减少6次。