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《西北大学》 2005年
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基于中国人面貌形态学特征的人脸姿态估计方法研究

李华明  
【摘要】:人脸姿态估计一直是计算机视觉以及人脸识别领域一个关键的研究内容,具备广泛的应用价值,例如自动视频监控、三维人脸识别及人脸动画合成等等。同时由于通过人脸的姿态可以得到人脸方向和眼睛注视位置,姿态估计技术也是人的动作估计及心理意识理解领域的一个重要的组成部分。 本文结合人类面貌形态测量学在中国人面貌特征方面统计出的规律特征,配合射影几何理论,研究在普通单目摄影环境下,通过一张人脸照片进行快速姿态估计的方法。主要研究内容包括: 1.) 计算机辅助的面貌形态测量模型的建立。在人类学和形态学知识的基础上,分析了姿态估计技术需要使用的面貌形态特征,确定了测量涉及到的人脸特征点,形成可计算模型。姿态估计技术就是在这个模型的基础上展开工作的。 2.) 人脸器官及特征点定位。主要研究如何在照片中准确定位人脸关键特征点。分析了当前技术热点之一,主动形状模型(ASM)方法的原理和缺点。在实际测量过程中实现了用模板作为辅助手段进行点提取的半自动方法。本章中还包括前期对二维人脸照片的特定预处理,例如图像增强、图像平滑缩放。 3.) 中国人面貌形态学特征的统计发现。录入大量人脸正面照片的测量数据,分别计算出器官特征点分布几何特征,对这些特征从统计学的角度进行分析,寻找出支撑姿态估计技术所需要的面貌形态学特征规律。 4.) 姿态估计技术研究。利用单目摄影环境的成像原理,由照片中人脸可计算模型的变化并结合获得的中国人面貌形态学特征,计算出摄影时人脸实际三维偏转角度,实现姿态估计。 5.) 在理论研究的同时,我们采用Visual .Net以及Direct3D图形包设计实现了姿态估计系统平台PoseEstimate。该系统能标定照片上的标志点、进行面貌形态特征测量统计,实现姿态估计。系统应用本论文中提到的算法进行的姿态估计,试验结果验证了算法的可行性。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
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