本發(fā)明涉及圖像分析領(lǐng)域的人像檢驗鑒定，具體為一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法。

背景技術(shù)：

1、涉案人臉圖像的檢驗鑒定作為分析、破案證據(jù)，特別是法庭訴訟唯一證據(jù)或關(guān)鍵證據(jù)需要越來越迫切，涉案人臉圖像通過監(jiān)控等拍攝儀器進(jìn)行收集，監(jiān)控拍攝的角度和光線等受到環(huán)境影響，拍攝的人臉圖像清晰度有限；

2、申請?zhí)枮閏n113052783a的一種基于人臉關(guān)鍵點的人臉圖像融合方法，包括以下步驟：(a)獲取人臉關(guān)鍵點；(b)通過獲取的人臉的關(guān)鍵點給出的眼睛、鼻子和嘴唇坐標(biāo)點，畫出非空像素點的輪廓圖，再將輪廓圖與原圖做或操作從而得到了蒙版圖。所述蒙版圖指的是有人臉框，并無其他任何背景；(c)當(dāng)輸入的參考人臉已獲得蒙版圖后，需要將目標(biāo)人臉對齊到原參考人臉；(d)當(dāng)用戶輸入的兩張圖片存在較大的顏色差別時，需要將目標(biāo)人臉的顏色校準(zhǔn)到和參考人臉的顏色接近，(e)當(dāng)人物的色彩矯正加權(quán)平均后，即可對參考圖片的面部進(jìn)行融合。能夠解決人臉關(guān)鍵點的確定、人臉朝向的對齊、消除參考人臉與目標(biāo)人臉之間的色差、以及人臉貼合邊緣羽化的問題；該人臉圖像融合方法不便于在虛擬化場景中調(diào)整人臉圖像信息，人臉調(diào)整修復(fù)后的圖像真實性受到影響；

3、由于拍攝受場景、光線、角度等因素的變化影響，傳統(tǒng)二維人臉識別由于條件的限制，比對方法錯誤率較高或難以認(rèn)定，傳統(tǒng)視頻器材的局限性導(dǎo)致檢材人臉圖像摻入了眾多影響因素，給人臉圖像的同一性認(rèn)證帶來了困難。

4、所以需要針對上述問題設(shè)計一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，以解決上述背景技術(shù)中提出傳統(tǒng)視頻器材的局限性導(dǎo)致檢材人臉圖像摻入了眾多影響因素，給人臉圖像的同一性認(rèn)證帶來了困難等問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，包括如下步驟：

3、s1：使用微型激光3d掃描模組分別掃描左右人臉，加載結(jié)構(gòu)光調(diào)制的圖像序列后，進(jìn)行相位展開，并對展開圖像進(jìn)行畸變矯正，計算匹配容器進(jìn)行立體匹配，再根據(jù)視差圖計算三維點云，繼而進(jìn)行降噪處理得到單個模組掃描的最終點云；

4、s2：用標(biāo)定過的uvc相機采集rgb圖像，得到3d人臉的rgb信息；

5、s3：對掃描的人臉獲取特征點，與已知特征點的完整人臉模型進(jìn)行初始配準(zhǔn)對齊，并根據(jù)距離閾值獲取模型需要擬合變換的人臉區(qū)域，對人臉模型進(jìn)行網(wǎng)格擬合迭代變型直到收斂，將擬合后的完整人臉模型進(jìn)行紋理重映射，得到具有完整人臉紋理信息的三維模型并按照obj格式寫入文件進(jìn)行保存；

6、s4：在unity中通過文件讀取加載已保存為obj格式的模型，并調(diào)整模型位置；

7、s5：在模型左前和右前方添加兩個光源，使光源亮度可調(diào)，分別調(diào)節(jié)可達(dá)到左側(cè)臉、右側(cè)臉打光的效果，同時調(diào)節(jié)可達(dá)到正臉打光效果，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)光源亮度；

8、s6：通過旋轉(zhuǎn)人臉角度替代旋轉(zhuǎn)相機位置，獲得多角度的人臉圖像，在一定范圍內(nèi)用較小的角度差逐漸旋轉(zhuǎn)，以獲取近似連續(xù)角度的圖像，模擬人臉轉(zhuǎn)動的效果，以增加后期匹配的準(zhǔn)確度。

9、優(yōu)選的，所述unity通過調(diào)整兩個光源的角度距離和強度輔助調(diào)節(jié)光源亮度，可以實現(xiàn)模擬各種環(huán)境下人臉的亮度；

10、當(dāng)處于白天室外環(huán)境時，光源距離拉遠(yuǎn)，亮度調(diào)高，使打光均勻；

11、當(dāng)處于室內(nèi)明亮環(huán)境時，兩光源距離拉遠(yuǎn)，與人臉距離拖近，亮度調(diào)高，位于亮度較低環(huán)境時，根據(jù)角度和光線方向調(diào)整光源并降低亮度等；

12、根據(jù)光源的調(diào)節(jié)可以模擬真實環(huán)境光線，提高人臉圖像調(diào)整的真實性。

13、優(yōu)選的，所述unity對人臉進(jìn)行投影，將人臉旋轉(zhuǎn)角度分解為橫向旋轉(zhuǎn)和縱向旋轉(zhuǎn)，設(shè)定橫向旋轉(zhuǎn)開始的位置，即角度α，橫向旋轉(zhuǎn)結(jié)束的位置，即角度β，橫向旋轉(zhuǎn)的步長，即每次旋轉(zhuǎn)的角度γ，設(shè)定縱向旋轉(zhuǎn)開始的位置，即角度δ，縱向旋轉(zhuǎn)結(jié)束的位置，即角度φ，縱向旋轉(zhuǎn)的步長，即每次旋轉(zhuǎn)的角度ε；

14、根據(jù)獲取的α、β、γ、δ、φ、ε進(jìn)行遍歷，通過控制開始結(jié)束位置及步長角度，確定采集張數(shù)和人臉角度范圍，獲取對應(yīng)的人臉圖像；

15、調(diào)整人臉的角度，增強人臉調(diào)整后圖像的辨識度和真實性。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，在經(jīng)過三維掃描、拼接得到真實3d人臉后，再對光線進(jìn)行調(diào)整，并獲取任意角度人臉信息，借助unity對三維模型進(jìn)行處理，可以滿足要求，其具體內(nèi)容如下：

17、使用微型激光3d掃描模組采集人臉信息，獲取3維人臉點云圖像；用標(biāo)定過的uvc相機采集rgb圖像，得到3d人臉的rgb信息；對多個微型激光3d掃描模組采集的人臉點云圖像進(jìn)行拼接，得到一個完整的人臉信息，并對拼接好的人臉對應(yīng)rgb信息進(jìn)行貼圖；將完整的人臉數(shù)據(jù)加載到unity場景中；調(diào)節(jié)光線，根據(jù)場景調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)牧炼拳h(huán)境中；調(diào)節(jié)人臉角度，根據(jù)需求獲取特定角度或全角度人臉圖像；該種變化方法拼接得到的人臉信息識別度和真實性較高。

技術(shù)特征：

1.一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，包括如下步驟，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，其特征在于：所述unity通過調(diào)整兩個光源的角度距離和強度輔助調(diào)節(jié)光源亮度，可以實現(xiàn)模擬各種環(huán)境下人臉的亮度；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，其特征在于：所述unity對人臉進(jìn)行投影，將人臉旋轉(zhuǎn)角度分解為橫向旋轉(zhuǎn)和縱向旋轉(zhuǎn)，設(shè)定橫向旋轉(zhuǎn)開始的位置，即角度α，橫向旋轉(zhuǎn)結(jié)束的位置，即角度β，橫向旋轉(zhuǎn)的步長，即每次旋轉(zhuǎn)的角度γ，設(shè)定縱向旋轉(zhuǎn)開始的位置，即角度δ，縱向旋轉(zhuǎn)結(jié)束的位置，即角度φ，縱向旋轉(zhuǎn)的步長，即每次旋轉(zhuǎn)的角度ε；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，利用3D采集重建技術(shù)重建人臉3維點云；利用3D拼接技術(shù)，根據(jù)距離閾值獲取模型需要擬合變換的人臉區(qū)域，對人臉模型進(jìn)行網(wǎng)格擬合迭代變型直到收斂，將擬合后的完整人臉模型進(jìn)行紋理重映射，將多臺相機采集的人臉拼接為一個完整的人臉；將拼接好的人臉加載到Unity場景中；調(diào)整偏轉(zhuǎn)角度，獲取識別度高的人臉信息。該人臉圖像在虛擬化場景下的變換方法，采用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得該人臉圖像變化調(diào)整辨識度和真實性提高，使用多臺3D結(jié)構(gòu)光設(shè)備掃描人臉后進(jìn)行重建，得到的掃描模型進(jìn)行拼接得到完整的人臉，進(jìn)而模擬人臉?biāo)诃h(huán)境的光線角度等，以達(dá)到最佳匹配效果，提高識別準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：胡向陽,郭俊興,梁傳勝,孟靈,代啟強,李寧
受保護的技術(shù)使用者：蘇州小優(yōu)智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10