二维及三维多模人脸数据库构建

基于图像的二维人脸识别技术日趋成熟,但仍受光照、姿态和表情等变化的影响。利用三维人脸模型提高人脸识别性能并将其应用于实际成为近几年学术界的研究趋势。本文提出了SWJTU-MF多模人脸数据库(SWJTU multimodal face database, SWJTU-MF Database),包 含200个中性表情中国人的4种人脸样本数据,包括可见光图像、二维视频序列、三维人脸(高精度)和立体视频序列。本文首先分类介绍现有的三维人脸识别算法,然后概述相关的多模人脸数据库,接着提出SWJTU-MF多模人脸数据库,并说明数据库的采集装置、采集环境、采集过程及数据内容,随后简要展示数据标准化过程。最后讨论本数据库面向的应用研究,并给出SWJTU-MF建议的评测协议。     

基于HMM的单样本可变光照、姿态人脸识别

提出了一种基于HMM的单样本可变光照、姿态人脸识别算法.该算法首先利用人工配准的训练集对单张正面人脸输入图像与Candide3模型进行自动配准,在配准的基础上重建特定人脸三维模型.对重建模型进行各种角度的旋转可得到姿态不同的数字人脸,然后利用球面谐波基图像调整数字人脸的光照系数可产生光照不同的数字人脸.将产生的光照、姿态不同的数字人脸同原始样本图像一起作为训练数据,为每个用户建立其独立的人脸隐马尔可夫模型.将所提算法对现有人脸库进行识别,并与基于光照补偿和姿态校正的识别方法进行比较.结果显示,该算法能有效避免光照补偿、姿态校正方法因对某些光照、姿态校正不理想而造成的识别率低的情况,能更好地适应光照、姿态不同条件下的人脸识别.     

基于无人机数据采样的人脸识别研究方法

提出了一种基于无人机数据采样的人脸识别研究方法.针对无人机采集的图像或视频数据进行人脸识别应用,采用深度学习算法对此进行研究,通过线下采集获取目标人脸,对采集到的目标人脸进行数据增强扩充数据集,进而增加入物识别准确率,使用训练好的Facenet网络对目标人脸进行特征提取,获得目标人物人脸特征并建立人脸特征库.在人脸检测...     

基于三维人脸建模的多姿态人脸识别

待匹配人脸图像与原始图像存在姿态和光照的差异,是自动人脸识别的两个主要瓶颈问题.给出了采用三维人脸模型来解决人脸姿态的变化对人脸识别的影响问题.通过正侧面图像,利用B样条曲线与径向基函数相结合的方法进行三维人脸重建,生成三维人脸模型库.分别计算待匹配人脸图像的3个自由度,快速估计出人脸的姿态;结合待匹配人脸图像的姿态参数及三维人脸模型库,获得与待匹配图像相同姿态的三维人脸模型库中的二维人脸图像.最后完成了相同人脸姿态的二维人脸识别.实验结果证明,该方法无需复杂的设备、简单易行、识别时间短,是一种非常实用的解决人脸姿态问题的识别方法.     

CAS-PEAL大规模中国人脸图像数据库及其基本评测介绍

人脸图像数据库是人脸识别算法研究、开发、评测的基础,具有重要的意义．介绍了自行创建并已经部分共享的CAS-PEAL大规模中国人脸图像数据库及其基准测试结果．CAS-PEAL人脸图像数据库中包含了1040名中国人共99450幅头肩部图像．所有图像在专门的采集环境中采集,涵盖了姿态、表情、饰物和光照4种主要变化条件,部分人脸图像具有背景、距离和时间跨度的变化．目前该人脸图像数据库的标准训练、测试子库已经公开发布．与其他已经公开发布的人脸图像数据库相比,CAS-PEAL人脸图像数据库在人数、图像变化条件等方面具有综合优势,将对人脸识别算法的研究、评测产生积极的影响．同时,作为以东方人为主的人脸图像数据库,CAS-PEAL人脸图像数据库也使人脸识别算法在不同人种之间的比较成为可能,利于人脸识别算法在国内的实用化．还给出了两种基准人脸识别算法(Eigenface和Correlation)和两个著名商业系统在该人脸图像数据库上的测试结果,定量分析了该人脸图像数据库对于人脸识别算法的难易程度和人脸识别算法的发展现状．     

改进单尺度Retinex的复杂光照人脸识别算法

在光照复杂条件下人脸识别性能明显下降。针对单尺度Retinex算法易产生"光晕"现象,提出一种改进单尺度Retinex算法的复杂光照人脸识别方法(ISSR)。首先利用拉普拉斯梯度算子增强光照人脸图像的边缘信息,然后在单尺度Retinex算法的基础引入符合人眼视觉特性的中心自适应调节拟合函数,以增强图像各个颜色分量,提高人脸图像对比度,最后采用Yale B和CMU-PIE人脸库进行仿真测试。结果表明,ISSR算法增强了人脸图像的对比度,改善了人脸图像的视觉效果,有助于提高人脸图像识别率和识别速度,能满足复杂光照条件下的人脸识别要求。     

基于三维数据与MMSV特征的二维人脸识别*

针对二维人脸识别对姿态与光照变化较为敏感的问题,提出了一种基于三维数据与混合多尺度奇异值特征MMSV(mixture of multi-scale singular value,MMSV)的二维人脸识别方法。在训练阶段,利用三维人脸数据与光照模型获取大量具有不同姿态和光照条件的二维虚拟图像,为构造完备的特征模板奠定基础;同时,通过子集划分有效地缓解了人脸特征提取过程中的非线性问题;最后对人脸图像进行MMSV特征提取,从而对人脸的全局与局部特征进行融合。在识别阶段,通过计算MMSV特征子空间距离完成分类识别。实验证明,提取到的MMSV特征包含有更多的鉴别信息,对姿态和光照变化具有理想的鲁棒性。该方法在WHU-3D数据库上取得了约98.4%的识别率。     

基于相关型图像传感器3维人脸成像的3维AAMs人脸识别方法的研究

主动外观模型是基于统计分析建立物体2维模型的有效方法,它融合了目标的形状和纹理信息。在基于相关型图像传感器3维人脸成像的基础上,提出了一种建立3维人脸模型的方法,该方法利用由相关型图像传感器得到的深度信息和与之对应的亮度信息将2维AAMs扩展为3维AAMs,融合人脸的形状,纹理和深度信息来构建3维人脸模型。人脸识别实验结果表明,该方法在不同人脸姿态,表情和光照条件下识别效果要优于Eigenface和2维AAMs。     

基于人脸图像的质量评价模型及应用

提出一种人脸图像评价模型。利用该模型评估人脸图像光照、姿态、表情、污损等噪声系数,进而选择噪声系数较低的图像用于人脸识别,提高人脸识别率。选择在CAS-PEAL人脸数据库作为实验对象,根据人脸图像质量评价模型选择噪声系数较低的人脸图像构成第一数据库。实验结果表明,根据提出的模型评价噪声系数并选择噪声系数低的图像用于识别,人脸识别性能得到改善。     

基于弱监督学习的三维人脸形状与纹理重建

三维人脸相较于二维人脸包含了更多特征信息, 可应用于如人脸识别、影视娱乐、医疗美容等更多实际应用场景, 因此三维人脸重建技术一直是计算机视觉领域的研究热点. 由于真实三维人脸数据较难获取, 很多基于深度学习的重建算法首先利用传统重建方法为大量二维人脸图像构建三维标签, 作为训练数据, 这些数据可能并不精准, 从而导致算法的重建精度受到影响. 为此, 本文提出一种基于multi-level损失函数的弱监督学习模型, 结合传统三维人脸形变模型3DMM与深度学习方法, 直接从大量无三维标签的二维人脸图像中学习三维人脸特征信息, 从而实现基于单张二维人脸图像的三维人脸重建算法. 此外, 为解决二维人脸图像中常存在遮挡或大姿态情况而影响人脸纹理重建的问题, 本文使用基于CelebAMask-HQ数据集的人脸解析分割算法对图像进行预处理去除遮挡区域. 实验结果表明, 基于本文方法的三维人脸重建质量与重建精度均实现了一定的提升.     

基于人脸认知模式的相似脸搜索

目的 人类对人脸认知模式的探索由来已久,并且已经成功应用于美容整形等研究领域。然而,目前在计算机视觉和模式识别领域,计算人脸相似度的方法没有考虑人对人脸的认知模式,使得现有方法的计算结果从人的认知习惯角度来讲并非最佳。为克服以上缺陷,提出一种基于人脸认知模式的相似脸搜索算法。方法 依据人脸认知模式,选取特征点,并计算特征量,构造各面部器官（眼睛、鼻子、嘴巴、脸型）分类模型,即面部器官形状相似性度量模型,并采用圆形LBP算子,计算两幅人脸对应器官的纹理相似度,二者综合作为相似脸搜索的依据。结果 分别用本文方法和代表相似脸搜索最高水平的Face++的方法对80幅正面、中性表情、平视角度拍摄的人脸图像进行测试。本文方法的整体准确率高于Face++方法,其中,TOP1、TOP2最相似搜索结果准确率优势明显,均高出Face++方法12%以上。结论 实验结果表明,本文方法的搜索结果更加符合人脸认知模式,可应用于正面、中性表情、平视角度拍摄的人脸图像的相似脸搜索。此外,还可以将此类基于认知模式的图像搜索思路推广应用于商业领域,如基于图像的相似网购商品搜索等。     

人脸辅助诊断关键技术研究

某些疾病的筛查和诊断可以借助患者的面部变化来进行辅助性判断。目前,人脸辅助诊断技术在医学辅助诊断领域的应用不断增加,其在某些疾病中的表现已经不低于医学工作者的经验性诊断。人脸辅助诊断系统可以帮助对疾病进行大规模筛查,判断疾病分期,最终缩短确诊时间,提高医生工作效率,造福患者。回顾了人脸检测、人脸特征提取、人脸关键点识别、人脸矫正、人脸图像增强、分类器选择等人脸辅助诊断关键技术,展望了人脸辅助诊断的发展前景。     

基于人眼定位的快速人脸检测及归一化算法

本文提出了一种基于人眼定位的有效人脸图像归一化算法。该算法首先利用Harr特征的快速检测法从图像中检测出人脸的大致位置，然后基于人脸的几何分布特征和灰度信息特征准确检测人眼瞳孔位置建立人脸坐标系，最后对人脸图像作旋转、尺度和灰度的归一化校正。实验结果证明，该算法能够有效并准确地检测和校正人脸，可以显著提高识别率。     

多用途人脸识别系统的设计与实现

人脸识别技术是近年来研究的一个热点,众多的人脸识别系统应运而生。提出了一种多用途人脸识别系统,可用作实际环境中智能监控,也可用作实验室环境下的算法测试。该系统整合了人脸检测、正则化、识别等模式识别处理技术,可以在复杂环境下实时、鲁棒地进行人脸识别。系统设计过程中引入了BioAPI国际标准,实现了对相关行业标准的兼容性,便利了算法及系统的实用化。     

基于人脸识别的人脸图像质量评估

无约束场景下,低质量的人脸图像不仅浪费计算资源而且降低系统识别率.针对此问题,提出一种基于人脸识别的人脸质量评估方法对人脸图像进行预评估.以人脸识别系统特征提取网络为基础网络在COX数据集上进行微调,并使用微调后网络对COX数据集进行质量分数标定.最后,结合基础网络及质量预测网络并以相应损失函数在标定数据上进行回归学习以获取质量评估模型.实验结果表明,该方法能够有效区分不同质量的人脸图像并提升人脸识别系统性能.     

人脸伪造及检测技术综述

人脸伪造技术的恶意使用,不仅损害公民的肖像权和名誉权,而且会危害国家政治和经济安全。因此,针对伪造人脸图像和视频的检测技术研究具有重要的现实意义和实践价值。本文在总结人脸伪造和伪造人脸检测的关键技术与研究进展的基础上,分析现有伪造和检测技术的局限。在人脸伪造方面,主要包括利用生成对抗技术的全新人脸生成技术和基于现有人脸的人脸编辑技术,介绍生成对抗网络在人脸图像生成的发展进程,重点介绍人脸编辑技术中的人脸交换技术和人脸重现技术,从网络结构、通用性和生成效果真实性等角度对现有的研究进展进行深入阐述。在伪造人脸检测方面,根据媒体载体的差异,分为伪造人脸图像检测和伪造人脸视频检测,首先介绍利用统计分布差异、拼接残留痕迹和局部瑕疵等特征的伪造人脸图像检测技术,然后根据提取伪造特征的差异,将伪造人脸视频检测技术分为基于帧间信息、帧内信息和生理信号的伪造视频检测技术,并从特征提取方式、网络结构设计特点和使用场景类型等方面进行详细阐述。最后,分析了当前人脸伪造技术和伪造人脸检测技术的不足,提出可行的改进意见,并对未来发展方向进行展望。     

基于多模型及SVM的单人脸跟踪系统

针对彩色视频中的人脸检测与跟踪问题，使用运动模型和自适应肤色模型，从图像中快速提取出人脸候选区，然后利用基于先验规则和SVM的方法进行确认。对于被确认的人脸，建立一个人脸状态记录表，通过位置预测，使用三步搜索法进行人脸区域色度特征匹配跟踪。实验表明，本文提出的方法，在复杂的环境中，能实时地、精度较高地跟踪自由运动的人脸。     

人脸识别理论研究进展

简要回顾了人脸自动识别技术的研究背景及发展历程，重点对近3、4年人脸自动识别方法的研究进展进行综述并对各种方法加以评价，总结了现存的研究困难并提出了解决方法及今后的发展方向。     

基于独立组件的模糊人脸图像鉴别

针对图像模糊会影响人脸图像识别精度的问题,首先指出了在摄取用于识别的人脸图像时加入模糊鉴别步骤的必要性,进而提出了基于独立面部组件进行模糊人脸图像鉴别的方法.由于进行模糊鉴别必须依赖图像中的高频细节信息,而人脸图像上绝大多数高频信息都集中在眼睛、眉毛、嘴巴等具体面部组件上,因此选择以这些面部组件为基本特征提取单位,以降低面颊、额头等主要包含低频平滑信息的面部其他区域对模糊鉴别精度的影响.该方法采用面部组件上的高频DCT系数为特征;随后为各组件构建独立的随机森林分类器,并分别判断每个面部组件其是否模糊;最后基于各组件的鉴别结果进行投票,得出最终模糊鉴别结果.在FRGC公开数据集上进行大量对比实验的结果表明,独立面部组件特征是有效的,并充分验证了文中方法的实际效果.