一種用于門鎖的三維人臉識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于門鎖的三維人臉識別方法，包括以下幾個步驟：(1)對三維人臉進行預(yù)處理；(2)提取三維人臉上從鼻尖點發(fā)射的多條面部徑向曲線，并對徑向曲線進行重采樣后提取有用點，并建立曲線之間的點對應(yīng)關(guān)系，用于減少數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響；(3)對測試人臉的每條三維人臉徑向曲線與庫集人臉的對應(yīng)曲線進行分層彈性匹配；(4)再根據(jù)測試人臉與庫集人臉建立的點對應(yīng)關(guān)系，利用對應(yīng)點到鼻尖點的距離匹配曲線；(5)將每條曲線的兩種匹配相似度進行加權(quán)融合作為總相似度用于識別。本發(fā)明對形變圖形的匹配具有很好的效果，能夠有效克服表情變化帶來的影響，有效地減少了數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響。
【專利說明】—種用于門鎖的三維人臉識別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人臉識別方法，具體涉及一種用于門鎖的三維人臉識別方法。

【背景技術(shù)】
[0002]人臉識別具有非接觸、隱蔽性好等特征而成為當(dāng)前模式識別和計算機視覺領(lǐng)域的研究熱點。傳統(tǒng)的基于二維灰度或彩色圖像的二維人臉識別已獲得較好的識別性能，但仍易受光照姿態(tài)、表情等因素的影響，其本質(zhì)原因在于圖像是三維物體在二維空間的簡約投影。
[0003]目前有關(guān)三維人臉識別方法的研究有很多，根據(jù)特征形式可以分為基于空域直接匹配、基于整體特征匹配和基于局部特征匹配的三維人臉識別方法?，F(xiàn)有的識別方法識別率不高，并且對表情、遮擋和噪聲具有較差的魯棒性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種用于門鎖的三維人臉識別方法，具有很好的識別性能，并且對表情、遮擋和噪聲具有較好的魯棒性。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]本發(fā)明的一種用于門鎖的三維人臉識別方法，包括以下幾個步驟:
[0007](I)對三維人臉進行預(yù)處理；
[0008](2)提取三維人臉上從鼻尖點發(fā)射的多條面部徑向曲線，并對徑向曲線進行重采樣后提取有用點，并建立曲線之間的點對應(yīng)關(guān)系，用于減少數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響；
[0009](3)對測試人臉的每條三維人臉徑向曲線與庫集人臉的對應(yīng)曲線進行分層彈性匹配；
[0010](4)再根據(jù)測試人臉與庫集人臉建立的點對應(yīng)關(guān)系，利用對應(yīng)點到鼻尖點的距離匹配曲線；
[0011](5)將每條曲線的兩種匹配相似度進行加權(quán)融合作為總相似度用于識別。
[0012]步驟(I)中，三維人臉預(yù)處理的方法如下:
[0013](Ia)確定鼻尖點和切割區(qū)域；
[0014](2a)三維人臉點云平滑去噪；
[0015](3a)人臉姿態(tài)校正。
[0016]步驟⑵中，人臉徑向曲線提取的方法如下:
[0017]計算人臉點云上每個點到該平面的距離，選擇距離小于閾值的點的集合作為徑向曲線；然后將平面繞軸旋轉(zhuǎn)，并與三維人臉曲面S相交得到徑向曲線。
[0018]步驟(2)中，對徑向曲線進行重采樣的方法如下:
[0019]對一條采樣參考曲線上的任一點，使用標(biāo)志該點位置是否包含采樣點；重采樣時參考曲線上每隔Imm的對應(yīng)位置上若存在采樣點，則參考曲線該點位置處的標(biāo)志設(shè)為1，否則設(shè)為O。
[0020]步驟(3)中，三維人臉徑向曲線的分層彈性匹配方法如下:
[0021](Ib)建立庫集人臉每條曲線的形狀樹；
[0022](2b)與測試集人臉上對應(yīng)的曲線進行分層彈性匹配；
[0023](3b)對所有的相似度進行加權(quán)融合得到分層匹配相似度。
[0024]本發(fā)明的方法曲線分層彈性匹配算法很好地利用了曲線的整體和局部幾何信息，對形變圖形的匹配具有很好的效果；對每條徑向曲線根據(jù)其表情影響的嚴(yán)重程度給予不同的權(quán)重，能夠有效克服表情變化帶來的影響；通過建立曲線采樣點之間的對應(yīng)關(guān)系，對徑向曲線進行有用點的提取，有效地減少了數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響。

【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明的一種用于門鎖的三維人臉識別方法，包括以下幾個步驟:
[0027](I)對三維人臉進行預(yù)處理；
[0028](2)提取三維人臉上從鼻尖點發(fā)射的多條面部徑向曲線，并對徑向曲線進行重采樣后提取有用點，并建立曲線之間的點對應(yīng)關(guān)系，用于減少數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響；
[0029](3)對測試人臉的每條三維人臉徑向曲線與庫集人臉的對應(yīng)曲線進行分層彈性匹配；
[0030](4)再根據(jù)測試人臉與庫集人臉建立的點對應(yīng)關(guān)系，利用對應(yīng)點到鼻尖點的距離匹配曲線；
[0031](5)將每條曲線的兩種匹配相似度進行加權(quán)融合作為總相似度用于識別。
[0032]本實施例中，步驟(I)中，三維人臉預(yù)處理的方法如下:
[0033](Ia)確定鼻尖點和切割區(qū)域；
[0034](2a)三維人臉點云平滑去噪；
[0035](3a)人臉姿態(tài)校正。
[0036]本實施例中，步驟(2)中，人臉徑向曲線提取的方法如下:
[0037]計算人臉點云上每個點到該平面的距離，選擇距離小于閾值的點的集合作為徑向曲線；然后將平面繞軸旋轉(zhuǎn)，并與三維人臉曲面S相交得到徑向曲線。
[0038]本實施例中，步驟(2)中，對徑向曲線進行重采樣的方法如下:
[0039]對一條采樣參考曲線上的任一點，使用標(biāo)志該點位置是否包含采樣點；重采樣時參考曲線上每隔Imm的對應(yīng)位置上若存在采樣點，則參考曲線該點位置處的標(biāo)志設(shè)為1，否則設(shè)為O。
[0040]本實施例中，步驟(3)中，三維人臉徑向曲線的分層彈性匹配方法如下:
[0041](Ib)建立庫集人臉每條曲線的形狀樹；
[0042](2b)與測試集人臉上對應(yīng)的曲線進行分層彈性匹配；
[0043](3b)對所有的相似度進行加權(quán)融合得到分層匹配相似度。
[0044]本發(fā)明的方法曲線分層彈性匹配算法很好地利用了曲線的整體和局部幾何信息，對形變圖形的匹配具有很好的效果；對每條徑向曲線根據(jù)其表情影響的嚴(yán)重程度給予不同的權(quán)重，能夠有效克服表情變化帶來的影響；通過建立曲線采樣點之間的對應(yīng)關(guān)系，對徑向曲線進行有用點的提取，有效地減少了數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響。
[0045] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于門鎖的三維人臉識別方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (1)對三維人臉進行預(yù)處理； (2)提取三維人臉上從鼻尖點發(fā)射的多條面部徑向曲線，并對徑向曲線進行重采樣后提取有用點，并建立曲線之間的點對應(yīng)關(guān)系，用于減少數(shù)據(jù)丟失和頭發(fā)遮擋對人臉識別效果的影響； (3)對測試人臉的每條三維人臉徑向曲線與庫集人臉的對應(yīng)曲線進行分層彈性匹配； (4)再根據(jù)測試人臉與庫集人臉建立的點對應(yīng)關(guān)系，利用對應(yīng)點到鼻尖點的距離匹配曲線； (5)將每條曲線的兩種匹配相似度進行加權(quán)融合作為總相似度用于識別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于門鎖的三維人臉識別方法，其特征在于，步驟(I)中，三維人臉預(yù)處理的方法如下: (Ia)確定鼻尖點和切割區(qū)域； (2a)三維人臉點云平滑去噪； (3a)人臉姿態(tài)校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于門鎖的三維人臉識別方法，其特征在于，步驟(2)中，人臉徑向曲線提取的方法如下: 計算人臉點云上每個點到該平面的距離，選擇距離小于閾值的點的集合作為徑向曲線；然后將平面繞軸旋轉(zhuǎn)，并與三維人臉曲面S相交得到徑向曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于門鎖的三維人臉識別方法，其特征在于，步驟(2)中，對徑向曲線進行重采樣的方法如下: 對一條采樣參考曲線上的任一點，使用標(biāo)志該點位置是否包含采樣點；重采樣時參考曲線上每隔Imm的對應(yīng)位置上若存在采樣點，則參考曲線該點位置處的標(biāo)志設(shè)為1，否則設(shè)為O。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于門鎖的三維人臉識別方法，其特征在于，步驟(3)中，三維人臉徑向曲線的分層彈性匹配方法如下: (Ib)建立庫集人臉每條曲線的形狀樹； (2b)與測試集人臉上對應(yīng)的曲線進行分層彈性匹配； (3b)對所有的相似度進行加權(quán)融合得到分層匹配相似度。
【文檔編號】G06K9/00GK104392216SQ201410668841
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】張會林, 孫利華 申請人:蘇州福豐科技有限公司