[发明专利]一种全自动三维人脸检测和姿势纠正的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉和计算机图形学领域，具体涉及一种全自动、鲁棒的三维人脸检测和姿态纠正方法。

背景技术

近年来，随着三维立体重建软硬件技术的进步，三维人脸被广泛用于多个领域，例如身份认证、人脸行为分析和计算机动画设计等。对三维人脸进行检测和姿态的纠正是上述应用中第一个也是十分关键的一步。而手动的进行这些操作将是十分费时费力的，而且在类似身份认证等应用中，自动检测和姿势纠正也是必须的。但是类似复杂背景(如衣服、头发等)、表情等都使得这个工作十分具有挑战性。

文献[1]、[2]描述的背景技术都是利用曲面的曲率信息来进行三维人脸检测或者特征定位，而曲率等特征在噪声的干扰下会表现得十分不稳定。文献[3]描述的背景技术则利用寻找人脸对称面的方法来解决三维人脸检测和姿态纠正的问题，但是其人脸对称面在表情存在的情况下很容易出错。文献[4]、[5]描述的背景技术利用了多级滤波器结合分类器的算法，而这些算法的缺点在于：其结果很大程度上依赖于分类器的表现。而类似利用最临近点迭代ICP(iterative closet point)等配准方法来进行姿态纠正的背景技术，则需要很好的初始条件。上述背景技术都存在着不可回避的问题，它不可避免地制约着三维人脸检测和姿态纠正技术的发展。

参考文献：

[1]A.Colombo，C.Cusano，and R.Schettini，“3D face detection using curvature analysis，”Pattern Recognition，39(3)，2006，pp.444-455；

[2]F.B.ter Haar and R.C.Veltkamp，“A 3d face matching framework for facial curves，”Graph.Models，71(2)，2009，pp.77-91；

[3]G.Pan et al.“Finding Symmetry Plane of 3D Face Shape”Proc.Int.Conf.on Pattern Recogtion，Conference on，2006，pp.1143-1146；

[4]C.Xu et.Al.“Combining local features for robust nose location in 3D facial data，”Pattern Recognition Letters，27(13)，2006，pp.1487-1494；

[5]A.Rajwade and M.Levine，“Facial pose from 3D data，”Image and Vision Computing，24(8)，2006，pp.849-856

发明内容

本发明的目的在于提出一种全自动的、鲁棒的三维人脸检测和姿势纠正的方法，并且不受复杂背景、表情和噪声的干扰。

本发明是这样实现的：一种全自动三维人脸检测和姿势纠正方法，其步骤如下：

步骤1：将含有复杂干扰、各式表情和不同姿势的待处理三维人脸曲面输入检测系统；

步骤2：对三维人脸曲面进行多尺度的矩分析，假设S代表三维人脸曲面，对于曲面上的任意一点p，其邻域可以用一个半径为r、球心位于p球体来定义，其邻域记为B_r(p)I S，则该邻域的矩定位为：

Mr0(p)=∫Br(p)ISxdx]]>