三维人脸本征属性描述方法技术

技术编号:4076998 阅读:399 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种三维人脸本征属性描述方法,用于解决现有的三维人脸本征属性描述方法算法复杂的技术问题。该方法对基于二次误差测度的模型简化方法进行分析并改进,使其能够在保持人脸五官区域特性的前提下最大限度的简化模型;采用基于特征约束的保形同构映射网格参数化方法对三维网格数据在二维平面进行展开;将三维人脸表面的本征属性在二维图像平面中进行离散化表示。本发明专利技术在降低计算复杂度的同时,采用基于特征约束的保形同构映射网格参数化方法对三维网格数据在二维平面上展开,将三维空间中的匹配问题简化为二维图像的匹配问题,80%精度二维本征属性图单次识别所需时间由背景技术的0.951秒降低到0.504秒;而且多姿态人脸识别正确率达到了89.7%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人脸本征属性描述方法,特别是一种。
技术介绍
三维人脸特征描述是三维人脸配准及识别的关键技术,有效简洁的特征是准确快 速识别的前提。特征提取的基本任务是研究如何从众多特征中求出那些对分类识别最有效 的特征,从而实现特征空间维数的压缩。特征的有用性与特征提取、配准,以及人脸识别的 具体算法密切相关。文 献 “S. Berretti, D. B. Alberto, P. Pietro. Analysis and retrieval of 3D facial modelsusing iso-geodesic stripes.International workshop on Content-based multimedia indexing, June 18—20,2008. pp :257_264. ”公开了一种三维 人脸本征属性描述方法。该方法通过提取三维人脸形状模型中的等测地距条纹组来对人脸 的本征属性进行分析与描述。首先,对人脸形状模型中不同的等测地距区域进行划分;然 后,通过建模技术对等测地距条纹进行数学表达,同时,对不同等测地距条纹间的距离进行 等量的测量,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维人脸本征属性描述方法,其特征在于包括下述步骤:(a)对高精度三维人脸模型S进行简化,即对三维人脸模型中的每个顶点,根据特征保持的模型顶点误差度量算法计算其收缩代价:Δ′V=ΔV*weight式中,ΔV是QEM算法的误差测度;weight是收缩代价加权值;若S==φ或简化到指定结束条件,算法结束;取出顶点v↓[mincost],collapse(v↓[from],v↓[to]);如果边折叠后v↓[to]的相邻三角面存在重叠,对于重叠三角形上的每一个顶点,若其相邻面全部都↓[1],S↓[2]]/1-M↓[S↓[1],S↓[2]])↑[2]-1/2N式中,N是三维表面S↓[1]和S↓[2]二...

【技术特征摘要】
一种三维人脸本征属性描述方法,其特征在于包括下述步骤(a)对高精度三维人脸模型S进行简化,即对三维人脸模型中的每个顶点,根据特征保持的模型顶点误差度量算法计算其收缩代价Δ′V=ΔV*weight式中,ΔV是QEM算法的误差测度;weight是收缩代价加权值;若S==φ或简化到指定结束条件,算法结束;取出顶点vmincost,collapse(vfrom,vto);如果边折叠后vto的相邻三角面存在重叠,对于重叠三角形上的每一个顶点,若其相邻面全部都是重叠三角形,那么将其作为一个候选删除点;在所有的候选删除点中,选择邻接面数最少的一个顶点,作为当前边折叠的vfrom,选择vfrom的任意一个相邻顶点作为vto,collapse(vfrom,vto);其中,vfrom及vto分别表示半边收缩操作中被删除和被保留的顶点;collapse(v1,v2)表示对v1、v2顶点进行半边收缩操作;vmincost表示当前模型中半边收缩代价最小的顶点;S表示三角网格模型;φ表示没有任何顶点和面片的空模型;(b)假设S′为由三维空间中的1 ring邻域构成的简单网格,D′为S′的二维保形结构;如果映射边界固定,二维1 ring形变仅与中心节点ni相关;Dirichlet能量函数为 <mrow><msub> <mi>E</mi> <mi>A</mi></msub><mo>=</mo><munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>&Element;</mo><mi>N</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></munder><mi>cot</mi><msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>ij</mi></msub><msup> <mrow><mo>|</mo><msub> <mi>n</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>n</mi> <mi>j</mi></msub><mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup> </mrow>式中,|ni nj|表示D′中边(i,j)的边长,N(i)为节点i的1 ring邻接点,αij为夹角;令则有 <mrow><mfrac> <mrow><mo>&PartialD;</mo><mi>E</mi> </mrow> <msub><mrow> <mo>&PartialD;</mo> <mi>n</mi></mrow><mi>i</mi> </msub></mfrac><mo>=</mo><munder> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>&Element;</mo><mi>N</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></munder><mrow> <mo>(</mo> <mi>cot</mi> <msub><mi>&alpha;</mi><mi>ij</mi> </msub> <mo>+</mo> <mi>cot</mi> <msub><mi>&beta;</mi><mi>ij</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>n</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>n</mi><mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow>对于整个人脸表面,由上式推导出BD=0式中,D是平面域的二维坐标向量,B是一个稀疏矩阵,表示为 <mrow><msub> <mi>B</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''> <mtable><mtr> <mtd><mi>cot</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>&alpha;</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi></mrow> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>cot</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>&beta;</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi></mrow> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mtd> <mtd><mi>ifj</mi><mo>&Element;</mo><mi>N</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mo>-</mo><msub> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>&Element;</mo><mi>N</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></msub><msub> <mi>B</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>k</mi> </mrow></msub> </mtd> <mtd><mi>ifi</mi><mo>=</mo><mi>j</mi> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mn>0</mn> </mtd> <mtd><mi>otherwise</mi> </mtd></mtr> </mtable></mfenced> </mrow>给定映射边界和相应的特征约束点,得到对应的二维平面展开 <mrow><mover> <mi>B</mi> <mo>~</mo></mover><mi>D</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><mi>B</mi> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mfenced open='' close=''> <mtable><mtr> <mtd><mn>0</mn> </mtd> <mtd><mi>I</mi> </mtd></mtr> </mtable></mfenced> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mfenced open='[' close=']'> ...

【专利技术属性】
技术研发人员:张艳宁郭哲林增刚
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:87[中国|西安]

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