可变光照和可变姿态条件下的人脸图像识别研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文可变光照和可变姿态条件下的人脸图像识别研究姓名：胡元奎申请学位级别：博士专业：模式识别与智能系统指导教师：汪增福20060501中国科学技术大学博士学位论文摘磋点定位精度韵依赖程度，提高了人脸姿态的估计精度。人脸姿态估计的结果可以用于人脸图像识别、人机交互、视线跟踪以及基于模型的编码等方面。在分析光照和姿态变化对人脸识别影响的基础上，对已有用于解决光照和姿态变化问题的相关算法之间的相容性进行了深入探讨，指出在目前的技术水平和电子器件发展水平条件下，基于2D一3D相结合的人脸识别框架是解决光照和姿态变化问题的较合适的思路。基于2D一3D相

2、结合的人脸识别方法有很多优势，将在未来较长的～段时期内具有相当强大的生命力。首先，2D信息在获取上非常便捷，同时在处理上也有很多相关的成熟技术可资利用；同时，3D信，皂、包含了物体的三维形状属

3、生，利用人脸的三维信息可以较好地解决人脸识别中光照和姿态变化的问题。对传统的Hausdorffdistance算法进行了改进，通过加入相似度信息，提高了对高相似对象(比如人脸)的分类能力，并将改进的算法用于人脸图像识别。对在不同光照、不同表情以及大数据库情况下的人脸识别实验结果表明，本文提出的算法是有效的，可以应用于高相似对象的匹配和识别。在对人类视觉系统的人脸识别机理进行

4、初步分析的基础上，对具有类似于人类视觉系统的识别模式的自动人脸识别系统进行了有益的探索，提出了适用于大规模人脸集合情况的分级识别的思想。首先利用Hausdorffdistance识别方法利用边缘图完成第～级识别，选出相似度比较高的准匹配模板，然后在由准匹配模板构成的图像库上，利用更精确但计算复杂度更高同时计算时间也更长的方法进行第二级识别，给出最终的识别结果。这种分级识别的方案可提高人脸识别系统对大数据集合的识别速度，减小所需的存储空间。在本文研究成果的基础上，实现了可变光照和可变姿态下的人脸识别原型系统。该系统可以作为人脸识别的实验平台，用来验证其他人脸识别算法

5、的性能，以及用于实现基于3D人脸模型的人脸表情生成。关键词：人脸识别低维光照空间光照比图像虚拟图像生成特征脸三维人脸合成RBF内插人脸姿态估计HausdroffDistance相似度信息孛雷科举技术大学溥士学垃论文AbstractAutomaticfacerecognitionhasgreatpotentialapplicationsinpublicsecufity,intelligentsurveillance．digitalpersonalidentifY,electronicCornrnerce．multimedia,digitalentertainment

6、，etc。andhasgreattheoryvalueinmanysubjects，sofacerecognitionhasattractedmuchresearchattentionfromtheresearchinstitutes，governments，militaryandsecuritydepartments．Overthepast30years，greatprogressanddevelopmentshavebeenmadeiufacerecognition．Now,强derthecontrolledandcooperativeconditions．f

7、acerecognitionsystemsperformverywell．butundertheuncontrolledanduncooperativeconditions．especiallywhentheilluminationinfaceimagesandfaciajposesarevariant,therecognitionratedegradequicklyandfacerecognition．isalsoagreatchallenge．111thispaper,theeffectofilluminationinfacerecognitionisaddr

8、essed．Ontheanalysisofthepresentmethodsforthisproblem，alowdimensionalilluminationspacerepresentation(LDISR)ofhumanfacesforarbitrarylightingconditionsisproposedinthispaper．TheLDISRisbasedontheobservationthat9basispointlightresourcescanrepresentalmostarbitrarylightingconditionsforfacerec

9、ognit