[发明专利]一种基于太赫兹毫米波的人脸骨骼识别方法

权利要求书

1.一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，包括以下实现步骤：

步骤1，向待测目标面部发射太赫兹毫米波；

步骤2，采集目标骨骼反射回来的太赫兹毫米波信号；

步骤3，根据步骤2中采集的信号对待测目标的面部骨骼建立三维模型，并对得到的三维骨骼模型进行特征向量提取，然后利用分类器在面部骨骼模型库里面匹配，得出识别结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，步骤1、2的具体过程为：

通过控制器模块控制毫米波发射器驱动电路产生驱动电信号，驱动电信号使毫米波发射器产生一定频率的毫米波；在空气中毫米波沿直线传播一段距离后到达人脸并穿透人脸软组织，在软组织和骨头的交界面发生较强的反射，产生的反射毫米波携带着目标的面部骨骼信息被反射波接收器采集；

反射波接收器将采集到的毫米波信号转换成模拟电信号，模拟电信号经过一个前置滤波器，滤除无用噪声信号，保留携带着面部骨骼信息的部分，提高信噪比；模数转换器ADC将滤波过后的连续模拟信号采样和量化后转变成离散的数字信号并传送到控制器模块，到此信息采集完成。

3.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，毫米波发射器可采用半导体瞬间电流产生或由加速电子产生，或者是光电导产生或非线性差频产生，或者是热辐射或高能加速器产生。

4.根据权利要求3所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，毫米波发射器产生毫米波可以是空间水平扫描信号或着空间垂扫描信号，也可以是毫米波发射器阵列同时发射毫米波方式；其中，发射毫米波的频率为0.1-10THz的选频信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，所述面部骨骼模型库的建立方法如下：根据采集的信号对待测目标的面部骨骼建立三维模型，并对得到的三维骨骼模型进行特征向量提取，将采集目标的人脸骨骼特征向量和待测目标的基本信息编排一个特定且唯一的编号实现一一对应关系，然后一起存储到面部骨骼模型库中，并建立索引；其中，面部骨骼模型库的建立过程，需要从不同方向向目标面部发射毫米波，采集多组数据，然后生成特征向量。

6.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，对得到的三维骨骼模型进行特征向量提取的过程为：

首先将检测窗口划分为N×N的小区域cell；

对于每个cell中的一个像素，将相邻的8个像素的灰度值与其进行比较，若周围像素值大于中心像素值，则该像素点的位置被标记为1，否则为0，这样，3*3邻域内的8个点经比较可产生8位二进制数，即得到该窗口中心像素点的LBP值；

然后计算每个cell的直方图，即每个数字出现的频率；然后对该直方图进行归一化处理；

最后将得到的每个cell的统计直方图进行连接成为一个特征向量，也就是整幅图的纹理特征向量。

7.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人脸骨骼识别方法，其特征在于，利用分类器在面部骨骼模型库里面匹配，得出识别结果的具体过程为：

选择SVM模式分类器，选用径向基核函数训练，将人脸骨骼模型库里面的样本分成两部分，将每类样本中60％的人脸骨骼数据的特征向量样本以及样本的识别结果作为训练样本集，对分类器进行学习训练,从而得到目标模型参数作为识别的重要依据，即标准模型，并将每类样本中剩下的40％作为验证测试样本集，对得到的标准模型性能进行验证；

采集目标对象的面部骨骼信息并提取得到特征向量，利用SVM分类器在已建成的太赫兹面部骨骼模型库中进行身份识别对比，判断待识别目标对象是否存在于模型库中，并在显示器上输出识别结果。