一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，主要是利用二維面部特征點計算人臉偏轉(zhuǎn)角度，分為人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度和人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度，本發(fā)明根據(jù)顱像重合理論通過人臉偏轉(zhuǎn)指數(shù)進行人臉角度的判定，利用二維面部特征點較精確地估算人臉偏轉(zhuǎn)角度，且由于本發(fā)明使用人臉偏轉(zhuǎn)指數(shù)計算，不受照片大小的限制，通過可供換算的回歸方程式與曲線，可迅速查得偏轉(zhuǎn)角度值。
【專利說明】一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外對人臉姿態(tài)估計的方法大體有三類:基于模型的方法、基于人臉外觀的方法和基于分類的方法。
[0003]基于模型的方法是利用人臉的幾何模型和特征點，在模型和圖像之間建立對應(yīng)關(guān)系，然后通過集合或其它方法實現(xiàn)人臉姿態(tài)的估計。首先進行特征點的檢測，一般采用眼睛、鼻子和嘴；然后對人臉建立三維模型，將三維特征點不斷投影逼近圖像上的特征點；由于現(xiàn)實中一般采用簡單的攝像機進行攝影，不容易建立人臉的三維模型，。
[0004]基于人臉外觀的方法是假設(shè)人臉姿態(tài)與圖像的內(nèi)容存在相互的關(guān)系，比如灰度、梯度等，然后通過訓(xùn)練大量的樣本，找出這種對應(yīng)關(guān)系，從而進行姿態(tài)的估計。由于需要大量的訓(xùn)練樣本圖像，不同的姿態(tài)、光照對關(guān)系的確認都會產(chǎn)生影響，比較復(fù)雜。
[0005]基于分類的方法是采用訓(xùn)練正負樣本，根據(jù)樣本獲得一個統(tǒng)計值，并將該值利用回歸算法計算回歸方程，從而將姿態(tài)的計算轉(zhuǎn)換成回歸方程的計算，得到大概的角度。雖然基于分類的方法可以方便地找到人臉姿態(tài)的變化方向，但是要用這個參數(shù)來估計人臉姿態(tài)還是有些困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，能利用二維面部特征點較精確地估算人臉偏轉(zhuǎn)角度。
[0007]一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，包括如下步驟:
步驟1、對人臉圖像的二維面部特征點進行坐標(biāo)定位，獲得左外眼Le、右外眼Re、鼻根點O、眉間點G、鼻下點Nd和頦下點Cd的坐標(biāo)值，計算獲得左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o、右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o、眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd和鼻下點Nd到頦下點W距離Nd-Cd ；
步驟2、若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o，則判定人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度為O ;
若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o不等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re-ο，則水平偏轉(zhuǎn)指數(shù)X= Le-o/Re-o，通過人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)X與水平偏轉(zhuǎn)角度Y的回歸方程Y=91.33-89.09Χ,計算得到人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度Y的值，當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向左偏轉(zhuǎn)了 η° ,計算結(jié)果η〈0時,表明向右偏轉(zhuǎn)了 η° ；
步驟3、若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則判定人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度為O ;若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd不等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則俯仰指數(shù)X=G-Nd/Nd-Cd，通過俯仰指數(shù)X與俯仰角度Y的回歸方程Y=94.54-98.70Χ，計算得到人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度Y的值，當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向上偏轉(zhuǎn)了 n° ,計算結(jié)果n〈0時,表明向下偏轉(zhuǎn)了 n°。
[0008]人像與顱骨像的水平偏轉(zhuǎn)指數(shù)在各種偏轉(zhuǎn)角度上都是一致的(俯仰也相同)，本發(fā)明根據(jù)顱像重合理論進行人臉角度的判定，能利用二維面部特征點較精確地估算人臉偏轉(zhuǎn)角度，且由于本發(fā)明使用人臉偏轉(zhuǎn)指數(shù)計算，不受照片大小的限制，通過可供換算的回歸方程式與曲線，可迅速查得偏轉(zhuǎn)角度值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)X與水平偏轉(zhuǎn)角度Y的關(guān)系圖；
圖2為本發(fā)明人臉俯仰指數(shù)X與俯仰角度Y的關(guān)系圖。
[0010]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳述。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，主要是利用二維面部特征點計算人臉偏轉(zhuǎn)角度，分為人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度和人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度。
[0012]1、根據(jù)人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)計算獲得人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度:
一般來說，人臉是左右對稱的，那么左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-O和右外眼Re到鼻根點ο的距離Re-ο應(yīng)該相等，為左外眼Le和右外眼Re做一條連接線，當(dāng)人臉正對鏡頭時，其水平偏轉(zhuǎn)角度為O度，這時左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o和右外眼Re到鼻根點ο的距離Re-ο的長度相等，當(dāng)水平偏轉(zhuǎn)角度不等于O度時，根據(jù)透視投影的規(guī)律，離鏡頭近的一側(cè)線段成像后的長度會大于離鏡頭遠的一側(cè)(離鏡頭遠的一側(cè)稱為偏轉(zhuǎn)側(cè)，離鏡頭近的一側(cè)稱為偏轉(zhuǎn)對側(cè))，那么水平偏轉(zhuǎn)指數(shù)X= Le-o/Re-o ；
如圖1所示，經(jīng)過統(tǒng)計測試得到人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)X與水平偏轉(zhuǎn)角度Y的反比直線關(guān)系，其回歸方程為:Y=91.33-89.09Χ ；
當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時,表明向左偏轉(zhuǎn)了 η° ;計算結(jié)果η〈0時,表明向右偏轉(zhuǎn)了 η° ；
2、根據(jù)人臉俯仰指數(shù)計算獲得人臉俯仰角度:
設(shè)眉間點G，鼻下點Nd，頦下點Cd，若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則判定人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度為0，若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd不等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則俯仰指數(shù)X=G-Nd/Nd-Cd ；
當(dāng)計算得出的結(jié)果n>0時,表明向上偏轉(zhuǎn)了 n° ;計算結(jié)果n〈0時,表明向下偏轉(zhuǎn)了 n°如圖2所示，經(jīng)過統(tǒng)計測試得到俯仰指數(shù)X與俯仰角度Y的反比直線關(guān)系，其回歸方程為:Y=94.54-98.70Χ。
[0013]本發(fā)明一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，具體包括如下步驟:
步驟1、對人臉圖像的二維面部特征點進行坐標(biāo)定位，獲得左外眼Le、右外眼Re、鼻根點O、眉間點G、鼻下點Nd和頦下點Cd的坐標(biāo)值，計算獲得左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o、右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o、眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd和鼻下點Nd到頦下點W距離Nd-Cd ；
步驟2、若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o，則判定人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度為O ;
若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o不等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re-ο，則水平偏轉(zhuǎn)指數(shù)X= Le-o/Re-o，通過人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)X與水平偏轉(zhuǎn)角度Y的回歸方程Y=91.33-89.09Χ，計算得到人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度Y的值；當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向左偏轉(zhuǎn)了 η° ;計算結(jié)果η〈0時,表明向右偏轉(zhuǎn)了 η° ；
步驟3、若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則判定人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度為O ;若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd不等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則俯仰指數(shù)X=G-Nd/Nd-Cd，通過俯仰指數(shù)X與俯仰角度Y的回歸方程Y=94.54-98.70Χ，計算得到人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度Y的值，當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向上偏轉(zhuǎn)了 η° ;計算結(jié)果η〈0時,表明向下偏轉(zhuǎn)了 η°。
[0014]以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于顱像重合理論的人臉角度判定方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1、對人臉圖像的二維面部特征點進行坐標(biāo)定位，獲得左外眼Le、右外眼Re、鼻根點O、眉間點G、鼻下點Nd和頦下點Cd的坐標(biāo)值，計算獲得左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o、右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o、眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd和鼻下點Nd到頦下點W距離Nd-Cd ； 步驟2、若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o，則判定人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度為O ; 若左外眼Le到鼻根點ο的距離Le-o不等于右外眼Re到鼻根點ο的距離Re_o，則水平偏轉(zhuǎn)指數(shù)X= Le-o/Re-o,通過人臉?biāo)狡D(zhuǎn)指數(shù)X與水平偏轉(zhuǎn)角度Y的回歸方程Y=91.33-89.09Χ，計算得到人臉?biāo)狡D(zhuǎn)角度Y的值，當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向左偏轉(zhuǎn)了 η° ,計算結(jié)果η〈0時,表明向右偏轉(zhuǎn)了 η° ； 步驟3、若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則判定人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度為O ;若眉間點G到鼻下點Nd的距離G-Nd不等于鼻下點Nd到頦下點Cd距離Nd-Cd，則俯仰指數(shù)X=G-Nd/Nd-Cd，通過俯仰指數(shù)X與俯仰角度Y的回歸方程Y=94.54-98.70Χ,計算得到人臉俯仰偏轉(zhuǎn)角度Y的值，當(dāng)計算得出的結(jié)果η>0時，表明向上偏轉(zhuǎn)了 η° ,計算結(jié)果η〈0時,表明向下偏轉(zhuǎn)了 η°。
【文檔編號】G06K9/00GK103996032SQ201410227406
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】詹東暉, 文正, 盧磊 申請人:廈門瑞為信息技術(shù)有限公司