[0038] 1、本專利采用特征提取正視的人臉圖像的訓(xùn)練樣本形成第一姿態(tài)特征矩陣和第二姿態(tài)特征矩陣;將第一姿態(tài)特征矩陣通過第一高次多項式獲得相應(yīng)的變形變換系數(shù),將第二姿態(tài)特征矩陣經(jīng)代入變形變換系數(shù)通過第二高次多項式獲得相應(yīng)的擬合誤差;將變形變換系數(shù)和擬合誤差代入第二高次多項式形成相應(yīng)的人臉圖像變形函數(shù);通過人臉圖像變形函數(shù)擬合為變形人臉圖像,由于在訓(xùn)練樣本中,提供少量的人臉用于訓(xùn)練,訓(xùn)練樣本經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)行特征提取,然后輸入模型,在測試階段,將測試到的待測人臉經(jīng)過相同的預(yù)處理,加入姿態(tài)校正模塊,通過離線的姿態(tài)判斷和矯正,提取特征后輸入模型,最后輸出識別信息,高次多項式可以擬合大部分的變形和變換,變換越復(fù)雜,需要你和的次數(shù)就越高,同樣人臉各個器官在姿態(tài)變化時的變形也可以通過高次多項式函數(shù)來你和而成,對于二維圖像,人臉器官可以通過特征坐標(biāo)(x,y)表示,不同姿態(tài)之間的圖像變形則可以通過高次多項式擬合得到,針對測試樣本的姿態(tài)變化對人臉識別的影響,以及智能獲取少量馴良樣本的情況下對多姿態(tài)人臉識別進(jìn)行分析,通常在只能提供一個正面訓(xùn)練樣本的情況下,現(xiàn)有的人臉識別算法識別率的高低對每個人的訓(xùn)練樣本數(shù)正相關(guān),本方法利用多項式變換增加虛擬樣本,從而在有限訓(xùn)練樣本的情況下,提高了變形人臉的識別率。
[0039] 2、本專利采用變形人臉圖像的精度通過所述第一高次多項式的次數(shù)確定,所述第一高次多項式的次數(shù)由第一姿態(tài)特征矩陣中的特征向量數(shù)量確定,所述第二高次多項式的次數(shù)由第二姿態(tài)特征矩陣中的特征向量數(shù)量確定,所述第一姿態(tài)特征矩陣和第二姿態(tài)特征矩陣分別至少包含6個特征向量,由于人臉識別算法的識別率常與每人的訓(xùn)練樣本數(shù)相關(guān),但在實(shí)際應(yīng)用中,要求每人提供多幅圖像并不合理,在只有單個訓(xùn)練樣本的情況下,可以考慮通過增加虛擬圖像以提高虛擬圖像的識別率,由于在一般情況下,同一姿態(tài)下不同人的人臉圖像器官分布大致相同,所以可以對一個標(biāo)準(zhǔn)人臉在一組典型姿態(tài)進(jìn)行拍攝,獲取多姿態(tài)人臉圖像樣本,進(jìn)而獲取各器官分布,然后通過器官分布在對人臉庫中的單視圖人臉圖像進(jìn)行變形,生成相應(yīng)各個姿態(tài)的人臉圖像,由于,不同姿態(tài)之間的圖像變形可以通過高次多項式擬合得到,通過提高多項式的次數(shù),則可以提高擬合效果。
[0040] 3、本專利采用:
[0041] 所述第一姿態(tài)特征矩陣為{(x1,y1),(x2,y2)…(xn,yn)};
[0042] 所述第二姿態(tài)特征矩陣為{(x1’,y1’),(x2’,y2’)…(xn’,yn’)};
[0043] 若第一姿態(tài)特征矩陣中的特征向量數(shù)量為6,則:
[0044] 所述第一高次多項式為:
[0045]
[0046] 所述a5、a4、a3、a2、a1、a0分別為變形變換系數(shù);
[0047] 所述b5、b4、b3、b2、b1、b0分別為變形變換系數(shù);
[0048] 若第一姿態(tài)特征矩陣中的特征向量數(shù)量為6,則:
[0049] 所述第二高次多項式為:
[0050]
[0051] 所述a5、a4、a3、a2、a1、a0分別為變形變換系數(shù);
[0052] 所述b5、b4、b3、b2、b1、b0分別為變形變換系數(shù);
[0053] 所述e1、e2分別為擬合誤差;
[0054] 所述人臉圖像變形函數(shù)為:
[0055]
[0056] 所述fa(x,y)、fb(x,y)分別為人臉圖像變形函數(shù)。
[0057] 由于采用了二元二次多項式擬合,將第一姿態(tài)形成第一姿態(tài)特征矩陣,將需要變形的第二姿態(tài)形成第二姿態(tài)特征矩陣,各有m個矩陣向量,二元二次多項式為第一高次多項式和第二高次多項式,兩個多項式共有12個參數(shù),需要6個對應(yīng)的矩陣向量才能去頂12個參數(shù),若矩陣向量數(shù)目小于6,則方程組有唯一解,但有可能擬合誤差較大,所以通過增加矩陣向量的數(shù)目,并用最小二乘法擬合求解來較少誤差,其中e1、e2為擬合誤差,得到變形變換系數(shù),就可以對整幅圖像進(jìn)行變形,灰度映射,從而得到從第一姿態(tài)到第二姿態(tài)的人臉變換,形成變形的人臉圖像。
[0058] 4、本專利采用所述變形人臉圖像包括縮放、旋轉(zhuǎn)、姿態(tài)相應(yīng)變化引起的變形,由于人臉各個器官在姿態(tài)變化時的變形包括圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、姿態(tài)變化引起的變形,也可以通過高次多項式函數(shù)來擬合而成。
[0059] 5、本專利一種基于模式識別的復(fù)雜場景的人臉識別系統(tǒng),包括人臉識別模塊,因此,人臉識別領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)用性。
附圖說明
[0060] 圖1是本發(fā)明一種基于模式識別的復(fù)雜場景的人臉識別方法流程圖;
[0061] 圖2是本發(fā)明一種基于模式識別的復(fù)雜場景的人臉識別方法模塊圖。
具體實(shí)施方式
[0062] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0063] 圖中:
[0064] 1-第一姿態(tài)特征矩陣、2-第二姿態(tài)特征矩陣、3-變形變換系數(shù)、4-擬合誤差、5-人臉圖像變形函數(shù),6-變形人臉圖像;