基于Ricci曲率流的三维人脸识别研究

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1、分类号：TP391单位代码：10110学号：S1507067i基c于ciR中北大学曲率流的全日制工程硕士学位论文三维人脸识别研究基于Ricci曲率流的三维人脸识别研究高月中北大学硕士研究生高月校内指导教师况立群校外指导教师李定主所在领域计算机技术2018年5月25日图书分类号TP391密级非密注1UDC全日制工程硕士学位论文基于Ricci曲率流的三维人脸识别研究校内指导教师（姓名、职称）况立群校外指导教师（姓名、职称）申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）计算机技术论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予日期年月日论

2、文评阅人答辩委员会主席2018年5月25日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；

3、③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于Ricci曲率流的三维人脸识别研究摘要在现代社会中，基于虹膜、指纹和人脸等生物特征的识别技术在社会多个领域都有着巨大的市场需求。人脸识别以其自然、友好、非接触等优点，有着巨大的发展前景。现有的三维人脸识别算法虽然在一定条件下已然获得了较高的识别效率，但是人脸本身是一个非刚性曲面，在识别过程中如果受到光照以及人脸表情和姿态

4、变化的影响，现有的识别算法仍会受到较大限制。同时由于三维人脸曲面包含大量的空间几何信息，直接对其计算会在很大程度上减缓算法运行效率，若将原三维人脸曲面映射至二维平面中计算又会造成很多三维人脸曲面中几何信息的丢失。本文主要工作如下：针对于现有三维人脸识别算法在三维空间到二维平面的映射过程中所造成的三维曲面几何信息的丢失问题，通过研究计算共形几何相关知识，本文采用基于Ricci曲率流的共形映射方法将三维人脸曲面映射至二维平面圆盘之中，尽可能的保证曲面中三维几何信息不被丢失，以便在后续的识别过程中提高识别效率。本文提出了基于顶点

5、能量最小模式的三维人脸识别方法。曲面上各点在通过Ricci曲率流在共形映射的计算过程中会产生其特有的能量值，通过统计各顶点的能量值的变化量，生成特征直方图，并以此作为识别依据。实验结果表明该算法具有较高的识别率与鲁棒性。针对于面部表情变化所产生的非刚性形变对系统识别效率的影响，本文提出同心圆划分加权算法。在共形映射处理完成后，将整个人脸曲面归一化，提取人脸曲面鼻尖点为圆心，分别以整个二维平面圆盘半径的40%和70%为大小做同心圆，将人脸曲面划分为三个区域，并针对于这三个区域分配以不同权值。实验结果表明，该方法获得了较好的识

6、别效果。关键词：三维人脸识别，Ricci曲率流，能量特征，计算共形几何中北大学学位论文中北大学学位论文Researchon3DFaceRecognitionBasedonRicciCurvatureFlowAbstractInmodernsociety,therecognitiontechnologybasedonbiometricssuchasiris,fingerprintandhumanfacehashugemarketdemandinmanyfieldsofsociety.Facerecognitionwithit

7、snatural,friendlyandnon-touchadvantages,hasahugedevelopmentprospects.Althoughtheexistingthree-dimensionalfacerecognitionalgorithmsalreadyobtainhigherrecognitionefficiencyundercertainconditions,theyarestilllimitedasthefaceitselfisanon-rigidsurface,andifitisaffected

8、bylightandfacialexpressionsandposturechangesduringtherecognitionprocess.Atthesametime,thedirectcalculationon3Dfacesurfacewillgreatlyreducetheefficiencyo