[发明专利]一种基于单样本的人脸图像虚拟样本扩充方法及系统

权利要求书

1.一种基于单样本的人脸图像虚拟样本扩充方法，其特征在于，所述方法包括：

获取人脸图像；

对所述人脸图像进行水平镜像变换，得到第一虚拟样本；所述水平镜像变换是将图像的左半部分与右半部分以图像的垂直中心轴为中心，进行交换；

选取滑动窗口的窗口尺寸以及滑动步长，所述窗口尺寸以及所述滑动步长均小于所述人脸图像的边长；

根据所述窗口尺寸以及滑动步长，对所述人脸图像进行截取，得到第二虚拟样本；

通过位平面法对所述人脸图像进行处理，得到第三虚拟样本；

分别对所述第二虚拟样本以及所述第三虚拟样本进行水平镜像变换，得到对应的第四虚拟样本和第五虚拟样本；

分别对所述人脸图像、所述第一虚拟样本、所述第二虚拟样本以及所述第三虚拟样本进行非负矩阵分解重构，得到对应的第六虚拟样本、第七虚拟样本第八虚拟样本以及第九虚拟样本；

确定人脸图像的虚拟样本集合；所述人脸图像的虚拟样本集合包括所述人脸图像、所述第一虚拟样本、所述第二虚拟样本、所述第三虚 拟样本、所述第四虚拟样本、所述第五虚拟样本、所述第六虚拟样本、所述第七虚拟样本、所述第八虚拟样本以及第九虚拟样本。

2.根据权利要求1所述的人脸图像虚拟样本扩充方法，其特征在于，所述根据所述窗口尺寸以及滑动步长，对所述人脸图像进行截取，得到第二虚拟样本，具体包括：

根据所述窗口尺寸、滑动步长以及所述人脸图像的尺寸，计算滑动次数；

根据所述滑动次数以及滑动步长，截取所述人脸图像，得到第二虚拟样本。

3.根据权利要求1所述的人脸图像虚拟样本扩充方法，其特征在于，所述通过位平面法对所述人脸图像进行处理，得到第三虚拟样本，具体包括：

获取所述人脸图像的位平面图；所述位平面图包括低位位平面图、中位位平面图以及高位位平面图；

根据位高阈值，对所述位平面图进行选取，得到选取后的位平面图；

对各所述选取后的位平面图进行组合，得到第三虚拟样本。

4.根据权利要求1所述的人脸图像虚拟样本扩充方法，其特征在于，所述对所述人脸图像进行非负矩阵分解重构，得到对应的第六虚拟样本，具体包括：

获取所述人脸图像的灰度值；

根据所述灰度值确定非负矩阵；

根据所述非负矩阵确定第一矩阵以及第二矩阵；得到第一矩阵与所述第二矩阵的乘积为所述非负矩阵；

根据所述第一矩阵以及所述第二矩阵，对所述人脸图像进行重构，得到第六虚拟样本。

5.一种基于单样本的人脸图像虚拟样本扩充系统，其特征在于，所述系统包括：

人脸图像获取模块，用于获取人脸图像；

第一变换模块，用于对所述人脸图像进行水平镜像变换，得到第一虚拟样本；所述水平镜像变换是将图像的左半部分与右半部分以图像的垂直中心轴为中心，进行交换；

选取模块，用于选取滑动窗口的窗口尺寸以及滑动步长，所述窗口尺寸以及所述滑动步长均小于所述人脸图像的边长；

截取模块，用于根据所述窗口尺寸以及滑动步长，对所述人脸图像进行截取，得到第二虚拟样本；

处理模块，用于通过位平面法对所述人脸图像进行处理，得到第三虚拟样本；

第二变换模块，用于分别对所述第二虚拟样本以及所述第三虚拟样本进行水平镜像变换，得到对应的第四虚拟样本和第五虚拟样本；

非负矩阵分解重构模块，用于分别对所述人脸图像、所述第一虚拟样本、所述第二虚拟样本以及所述第三虚拟样本进行非负矩阵分解重构，得到对应的第六虚拟样本、第七虚拟样本第八虚拟样本以及第九虚拟样本；

确定模块，用于确定人脸图像的虚拟样本集合；所述人脸图像的虚拟样本集合包括所述人脸图像、所述第一虚拟样本、所述第二虚拟样本、所述第三虚 拟样本、所述第四虚拟样本、所述第五虚拟样本、所述第六虚拟样本、所述第七虚拟样本、所述第八虚拟样本以及第九虚拟样本。