一种戴口罩人脸关键点定位方法技术

本发明专利技术涉及人脸识别技术领域，尤其涉及一种戴口罩人脸关键点定位方法。本发明专利技术方法包括：预定位戴口罩人脸关键点；构建戴口罩人脸数据集；精准定位戴口罩人脸关键点。本发明专利技术提出了戴口罩人脸关键点“预定位模型

【技术实现步骤摘要】
一种戴口罩人脸关键点定位方法


[0001]本专利技术涉及人脸识别
，尤其涉及一种戴口罩人脸关键点定位方法。

技术介绍

[0002]为了防止雾霾和防止呼吸道疾病传播,戴口罩出行已经成为常态。同时，佩戴口罩造成的人脸大面积遮挡，给人脸识别技术带来了新的挑战。传统的人脸识别应用场景，如机场安检、车站检票、出入门禁、打卡考勤、购物支付等，对人脸识别准确率要求较高；同时，大多数图像采集终端多为嵌入式系统，加之待识别人数较多，上述场景对人脸识别的时间要求较为苛刻。
[0003]由于佩戴口罩后，人脸的特征表达发生改变，无法与系统存储的人脸特征记录相匹配，传统的快速人脸识别技术不再有效。目前对前述场景的戴口罩人脸处理方式，大多为人们走到摄像机下摘下口罩进行人脸识别。这种处理方式不仅操作不便、效率低下，也给受检者和安检人员带来了一定的感染风险。因此，解决戴口罩条件下的人脸识别已成为上述场景下的迫切需求。
[0004]人脸关键点定位，也称人脸对齐，是人脸识别中的重要环节。主要用于表征人脸图像特征的被预定位坐标，通常被标注在人脸的鼻子、眼睛、嘴巴以及下巴等部分的轮廓或中心上，也称为人脸特征点。同时，通过人脸关键点坐标，可以大致确认人脸五官的位置、姿态、轮廓等诸多信息，因此常被用作人脸视觉识别流程中的重要环节。
[0005]此外，在人脸跟踪领域，利用关键点的位置信息可以实现对人脸模型的运动跟随和追踪。在面部表情识别领域，可以通过关键点提供的局部特征,以及相对位置关系作为判别人脸表情的依据。在三维人脸重建领域，通过关键点确定的人脸信息，结合先验模型，可实现人脸模型的三维重建。
[0006]上述方法都是被动地从降低口罩遮挡给人脸识别带来的信息缺失角度，来解决戴口罩人脸遮挡问题，但并没有从戴口罩人脸本身特征描绘的角度，去主动解决戴口罩人脸识别问题，也未能解决口罩遮挡带来的人脸关键点缺失问题，进而无法从人脸关键点定位角度来实现人脸识别性能的进一步优化。
[0007]为此，我们提出了本专利技术的一种戴口罩人脸关键点定位方法，利用戴口罩人脸的这种形状特性，设计了一种戴口罩人脸形态模型，对68个包含人脸与口罩部分的关键点分布进行了预定位。在此基础上，构建了相应的戴口罩人脸数据集，采用级联回归树算法实现戴口罩人脸预定位点的精确定位，并通过试验验证了该方法的有效性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种戴口罩人脸关键点定位方法，解决以下技术问题：从被动降低口罩遮挡给人脸识别带来的信息缺失角度，解决戴口罩人脸遮挡问题，但并没有从戴口罩人脸本身特征描绘的角度，去主动解决戴口罩人脸识别问题，也未能解决口罩遮挡带来的人脸关键点缺失问题，进而无法从人脸关键点定位角度来实现人脸识别性能的进一
步优化。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0010]一种戴口罩人脸关键点定位方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]预定位戴口罩人脸关键点；
[0012]构建戴口罩人脸数据集；
[0013]精准定位戴口罩人脸关键点。
[0014]进一步优选的，其中，预定位戴口罩人脸关键点，主要包括：
[0015]将口罩贴合人脸后的人脸划分为两个部分：未遮挡人脸区与口罩
‑
人脸贴合区；
[0016]对于未遮挡人脸区：预定位眉部、眼部以及鼻梁，分别记为左眉右眉关键点、左眼右眼关键点、鼻梁关键点；
[0017]对于口罩
‑
人脸贴合区：用口罩的下沿部分去代替脸部进行预定位，记为口罩下沿关键点；鼻头部分的预定位用口罩上沿来代替，记为口罩上沿关键点；用口罩内部的纹理来代替嘴部特征进行预定位，记为口罩纹理关键点。
[0018]进一步优选的，所述人脸关键点共68个，包括：17个口罩下沿关键点、10个左眉右眉关键点、4个鼻梁关键点、12个左眼右眼关键点、5个口罩上沿关键点、20个口罩纹理关键点。
[0019]进一步优选的，所述口罩下沿关键点包括：易于辨识口罩下沿特征点和非易于辨识口罩下沿特征点；
[0020]所述易于辨识口罩下沿特征点包括：
[0021]点9，口罩最低点；
[0022]点1和点17，左右两个口罩最高点；
[0023]点2和点16，口罩横梁下沿与左右边界的交点；
[0024]点3和点15，口罩第一条纹理与左右边界交点；
[0025]点4和点14，口罩第二条纹理与左右边界交点；
[0026]所述非易于辨识口罩下沿特征点包括：
[0027]点5～8，点4与点9之间等距取的4个点；
[0028]点10～13，点14与点9之间等距取的4个点；
[0029]所述左眉右眉关键点包括：易于辨识眉部特征点和非易于辨识眉部特征点；
[0030]所述易于辨识眉部特征点包括；
[0031]点18、点22和点23、点27:左右眉上沿眉头与眉尾；
[0032]所述非易于辨识眉部特征点包括；
[0033]点19～21，点18与点22沿眉上沿产生的曲线等距取的3个点；
[0034]点24～25，点23与点27沿眉上沿产生的曲线等距取的3个点；
[0035]所述鼻梁关键点包括易于辨识鼻梁特征点和非易于辨识鼻梁特征点；
[0036]所述易于辨识鼻梁特征点包括：
[0037]点31，鼻梁与口罩上沿的交点；
[0038]点28，左右眼内眼角连线与鼻梁之间的交点；
[0039]所述非易于辨识鼻梁特征点包括：
[0040]点29和点30，所述点31和点28之间的两个等分点；
[0041]所述左眼右眼关键点包括易于辨识眼部特征点、非易于辨识眼部特征点；
[0042]所述易于辨识眼部特征点包括：
[0043]点37和点40、点43和点46，左右眼内外眼角；
[0044]所述非易于辨识眼部特征点包括：
[0045]点38和点39，点37和点40之间上眼睑曲线等距取的2个点；
[0046]点41和点42，点37和点40之间下眼睑曲线等距取的2个点；
[0047]点44和点45，点43和点46之间上眼睑曲线等距取的2个点；
[0048]点47和点48，点43和点46之间下眼睑曲线等距取的2个点；
[0049]所述口罩上沿关键点包括：易于辨识口罩上沿特征点和非易于辨识口罩上沿特征点；
[0050]所述易于辨识口罩上沿特征点包括：
[0051]点34，口罩横梁下沿与鼻梁延长线相交点；
[0052]点32、点33、点35、点36：从左右眼内外眼角关键点沿鼻梁延长线做平行线与口罩上沿的交点；
[0053]所述口罩纹理关键点包括：易于辨识口罩纹理特征点和非易于辨识口罩纹理特征点；
[0054]所述易于辨识口罩纹理特征点包括：
[0055]点52，口罩从上往下第一条纹理与鼻梁延长线的交点；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种戴口罩人脸关键点定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预定位戴口罩人脸关键点；构建戴口罩人脸数据集；精准定位戴口罩人脸关键点。2.根据权利要求1所述的一种戴口罩人脸关键点定位方法，其特征在于，其中，预定位戴口罩人脸关键点，主要包括：将口罩贴合人脸后的人脸划分为两个部分：未遮挡人脸区与口罩
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人脸贴合区；对于未遮挡人脸区：预定位眉部、眼部以及鼻梁，分别记为左眉右眉关键点、左眼右眼关键点、鼻梁关键点；对于口罩
‑
人脸贴合区：用口罩的下沿部分去代替脸部进行预定位，记为口罩下沿关键点；鼻头部分的预定位用口罩上沿来代替，记为口罩上沿关键点；用口罩内部的纹理来代替嘴部特征进行预定位，记为口罩纹理关键点。3.根据权利要求2所述的一种戴口罩人脸关键点定位方法，其特征在于，所述人脸关键点共68个，包括：17个口罩下沿关键点、10个左眉右眉关键点、4个鼻梁关键点、12个左眼右眼关键点、5个口罩上沿关键点、20个口罩纹理关键点。4.根据权利要求3所述的一种戴口罩人脸关键点定位方法，其特征在于，所述口罩下沿关键点包括：易于辨识口罩下沿特征点和非易于辨识口罩下沿特征点；所述易于辨识口罩下沿特征点包括：点9，口罩最低点；点1和点17，左右两个口罩最高点；点2和点16，口罩横梁下沿与左右边界的交点；点3和点15，口罩第一条纹理与左右边界交点；点4和点14，口罩第二条纹理与左右边界交点；所述非易于辨识口罩下沿特征点包括：点5～8，点4与点9之间等距取的4个点；点10～13，点14与点9之间等距取的4个点；所述左眉右眉关键点包括：易于辨识眉部特征点和非易于辨识眉部特征点；所述易于辨识眉部特征点包括；点18、点22和点23、点27:左右眉上沿眉头与眉尾；所述非易于辨识眉部特征点包括；点19～21，点18与点22沿眉上沿产生的曲线等距取的3个点；点24～25，点23与点27沿眉上沿产生的曲线等距取的3个点；所述鼻梁关键点包括易于辨识鼻梁特征点和非易于辨识鼻梁特征点；所述易于辨识鼻梁特征点包括：点31，鼻梁与口罩上沿的交点；点28，左右眼内眼角连线与鼻梁之间的交点；所述非易于辨识鼻梁特征点包括：点29和点30，所述点31和点28之间的两个等分点；所述左眼右眼关键点包括易于辨识眼部特征点、非易于辨识眼部特征点；
所述易于辨识眼部特征点包括：点37和点40、点43和点46，左右眼内外眼角；所述非易于辨识眼部特征点包括：点38和点39，点37和点40之间上眼睑曲线等距取的2个点；点41和点42，点37和点40之间下眼睑曲线等距取的2个点；点44和点45，点43和点46之间上眼睑曲线等距取的2个点；点47和点48，点43和点46之间下眼睑曲线等距取的2个点；所述口罩上沿关键点包括：易于辨识口罩上沿特征点和非易于辨识口罩上沿特征点；所述易于辨识口罩上沿特征点包括：点34，口罩横梁下沿与鼻梁延长线相交点；点32、点33、点35、点36：从左右眼内外眼角关键点沿鼻梁延长线做平行线与口罩上沿的交点；所述口罩纹理关键点包括：易于辨识口罩纹理特征点和非易于辨识口罩纹理特征点；所述易于辨识口罩纹理特征点包括：点52，口罩从上往下第一条纹理与鼻梁延长线的交点；点58，口罩从下往上第一条纹理与鼻梁延长线的交点；所述非易于辨识口罩纹理特征点包括：点63和点67，点52和点58之间的等距取的2个点；点49～51，点52与点3之间的等距取的3个点；点53～55，点52与点15之间的等距取的3个点；点59和点60...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凌云，陈奕文，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：