基于形狀和光照模型的人臉圖像光照處理方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于形狀和光照模型的人臉圖像光照處理方法及其在人臉識別中的應用，本方法用于對檢測到的人臉進行光照分析處理，算法中結合人臉幾何特征及參考運動模型，建立典型光照模型，從而達到對不同光照下的人臉進行光照歸一化處理提高后期人臉識別準確率。通過實現與對比，該方法有效的解決了針對人臉識別過程中在不均勻光照環境下導致識別率大幅降低的問題，從而提高了人臉識別的識別性能。
【專利說明】基于形狀和光照模型的人臉圖像光照處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及計算機視覺領域，尤其涉及一種人臉圖像光照處理的方法。
【背景技術】
[0002] 人臉識別作為近年來的一個重要研究領域，雖然已經取得很大進展，但在一些實 際的應用中，光照、姿態、眼鏡等眾多因素不同程度地對識別效果產生影響，其中光照是較 常見的一種影響因素。
[0003] 現階段最常用的人臉圖像光照處理方法為TV模型的光照不變量提取方法。該方 法利用基于TV模型提取用于識別的人臉高頻細節特征，對于光照變化不劇烈的輸入圖像 效果較好，但對于光照變化劇烈的輸入圖像容易出現光照不變量劃分不精確以及參數優化 過于隨機的問題，同時算法復雜計算較為耗時。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種新的人臉圖像光照處理方法，提高了光照處理的效率和效果。
[0005] 本發明采用如下技術方案：
[0006] 基于形狀和光照模型的人臉圖像光照處理方法，包括：
[0007] (1)利用活動形狀模型產生的人臉特征點定位出人臉的九個區域；
[0008] (2)利用基于直方圖的光照評估模型在上述九個區域中分別求取光照不均勻系 數；
[0009] (3)根據每個區域的光照不均勻系數確定一系列光照處理算法的參數；
[0010] (4) 一系列的光照處理算法包括Gamma校正、高斯濾波差分運算、對比度均衡化。
[0011] 與現有方法相比，本發明所公開的人臉圖像光照處理方法，算法原理簡單，對大部 分不均勻光照環境有較好的自適應性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為活動形狀模型劃分人臉九個區域的流程圖；
[0013] 圖2為光照評估模型的流程圖；
[0014] 圖3為總流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
【具體實施方式】 [0016] 為：
[0017] (1)對輸入圖像灰度化，利用基于Haar特征的Adaboos t分類器檢測人臉；
[0018] (2)結合附圖1，利用活動形狀模型提取人臉68個特征點劃分人臉為九個區域，分 別是額頭區域、左右眉毛區域、左右眼區域、鼻子區域、左右臉區域和嘴巴區域；
[0019] (3)結合附圖2,在人臉九個區域的每個區域里求取灰度直方圖并歸一化，分別將 灰度大于200和灰度小于50兩部分相加，得出每個區域的光照不均勻系數；
[0020] (4)根據每個區域的光照不均勻系數ki確定一系列光照處理算法的參數，并成正 比例關系；
[0021] (5) -系列光照處理算法首先是Gamma校正，Gamma校正是指使輸出圖像灰度值 與輸入圖像灰度值Iin呈指數關系：
[0022] Iout = AIinY
[0023] 其中A為比例系數，γ為Gamma系數,這里取A = 1, γ = kp
[0024] 然后是高斯濾波差分運算，高斯濾波差分運算是指對輸入圖像做兩組參數不同的 高斯濾波，分別取σ i = h，〇 2 = 4ki，然后相減得出相當于帶通濾波的效果；最后是對比度 均衡化，具體公式如下：
【權利要求】
1. 基于形狀和光照模型的人臉圖像光照處理方法，其特征在于利用活動形狀模型將人 臉圖像分成九個區域；然后在每個區域上通過光照評估模型計算光照不均勻程度，從而確 定進行一系列光照處理算法的參數，以保證更好地去除人臉中各分部中不均勻光照。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于基于活動形狀模型將人臉圖像分為九個 區域，其算法在于，對人臉圖像進行灰度化，然后通過活動形狀模型提取若干人臉特征點， 將人臉分成九個區域，分別是額頭區域、左右眉毛區域、左右眼睛區域、鼻子區域、左右臉區 域、嘴巴區域。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于在權利要求2所述的九個區域上通過光照 評估模型計算光照不均勻程度，其算法在于，計算每個區域上的灰度直方圖并歸一化，將高 于灰度閾值T1和低于灰度閾值T2兩部分累加，得出光照不均勻系數。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于在每個區域中得出的光照不均勻系數來確 定一系列光照處理算法的參數，其算法在于，對每個區域進行Gamma校正、高斯濾波差分運 算、對比度均衡化和灰度拉伸，并且這些算法的參數都與光照不均勻系數成正比例關系；其 中利用Gamma校正來增強圖像亮度，再進行高斯濾波差分運算，去除光照中高頻部分，即不 均勻部分，然后采用對比度均衡化使圖像光照更加均勻。
【文檔編號】G06K9/36GK104156719SQ201410367199
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月26日 優先權日:2014年7月26日
【發明者】馮琰一, 張少文, 丁保劍 申請人:佳都新太科技股份有限公司