[发明专利]一种在人脸的三维扫描数据中自动定位鼻尖点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在人脸的三维扫描数据中自动定位鼻尖点的方法，尤其涉及一种以双模板匹配为基础的，非正侧人脸的三维扫描数据中自动定位鼻尖点的方法。

背景技术

近年来，随着三维扫描技术的逐渐成熟，三维人脸的识别、三维表情判定与模拟以及三维人脸超分辨率等领域得到了长足的发展。鼻尖点是三维人脸数据中最为重要的特征点之一，该点的精确定位在三维人脸识别的相关领域，尤其在预处理阶段以及模型对齐阶段具有非常重要的作用。

尽管近些年来国内外学者对自动定位三维人脸鼻尖点提出了不少算法，但对非正侧朝向人脸的三维扫描数据中鼻尖点的快速、精确定位仍然是一个难点。然而在三维设备采集人脸过程中，并不能确保总采集出正侧朝向的人脸的三维扫描数据，因为有的时候是在被采集人员不知情的情况下采集，即使被采集人员非常配合也无法保证采集出完全正侧的人脸的三维扫描数据，因此研究三维非正侧朝向人脸的三维扫描数据的鼻尖点的精确定位有着重要的意义和实用价值。

发明内容

本发明提供一种基于双模板匹配的在人脸的三维扫描数据中自动定位鼻尖点的方法，主要解决的是非正侧人脸的三维扫描数据中鼻尖点的自动定位问题。

一种在人脸的三维扫描数据中自动定位鼻尖点的方法，其步骤如下：

(1)、双模板提取：从正侧姿态的人脸的三维扫描数据的侧影线中，挑选满足一定条件的侧影线，按一定规则从中提取两个点集作为模板1和模板2，合称为双模板。

(2)、侧影线簇的提取：对每个α∈{-90，-85，-80，......85，90}、β∈{-60，-55，-50，......55，60}，将待定位鼻尖点的人脸的三维扫描数据绕y轴旋转α度，然后绕x轴旋转β度，然后提取旋转之后的人脸的三维扫描数据的侧影线。得到37×25＝925条侧影线组成的侧影线簇。

(3)、侧影线重构：对第(2)步得到的人脸的三维扫描数据的侧影线簇中的每条侧影线，计算侧影线上每个点的导数，根据一定规则删除侧影线中点和在侧影线中插入新的点。

(4)、双模板匹配：按一定规则对第(3)步中重构过的侧影线簇中每条侧影线进行双模板匹配，根据匹配结果，按一定规则定位三维人脸扫描数据中的鼻尖点。

步骤(1)中正侧姿态的人脸，是人脸朝向与三维扫描设备的z轴平行，且双眼连线与三维扫描设备y轴垂直的人脸。

步骤(1)中三维扫描数据的侧影线，是如下二维数据点的集合：

{(x，i)|Sub_i(S)不为空集，且x等于max_i(S).z}

其中S是三维扫描数据中所有点的集合，

Sub_i(S_p)是如下点集合：

{(x，y，z)|(x，y，z)∈S_p，且y∈[i，i+1)}

max_i(S)(x，y，z)是如下点：

max_i(S)(x，y，z)∈Sub_i(S)且max_i(S).z≥A.z

步骤(1)中满足一定条件的侧影线是：

侧影线P，b(x，i)∈P，满足

T_f-y是提取此侧影线的人脸的三维扫描数据的鼻尖点的y坐标

B_f.y是提取此侧影线的人脸的三维扫描数据的鼻基点的y坐标

且0.55≤|(t.i-b.i)/(t.x-b.x)|≤0.65，