[发明专利]一种根据人脸侧面图像生成可识别的人脸图像的方法

说明书

本发明提供了一种根据人脸侧面图像生成可识别的人脸图像的方法。该方法包括：从人脸左右侧面图像中提取出人脸关键点，根据人脸旋转路径的变化过程和相机成像规律建立相应的三维旋转模型；将实际提取到的左右人脸关键点与三维旋转模型推导出的成像平面中的人脸关键点建立对应关系，并转化为优化问题，通过求解优化问题求得三维旋转模型中的未知参数；基于三维旋转模型和求解的参数，可以得到该旋转路径中任意角度的人脸关键点位置，根据中间状态的人脸关键点坐标即可生成可识别的人脸图像。本发明通过数学模型和优化问题来直接表示二维图像中人脸关键点的旋转路径，更加快速地计算出了任意视角下拍摄所得图像中的人脸关键点位置。

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，尤其涉及一种根据人脸侧面图像生成可 识别的人脸关键点的方法。

背景技术

随着人脸识别的技术的广泛应用和监控摄像头的普及，越来越多的场景会通过监控画面来对人脸进行识别和判断。实际监控视频中捕获到的人脸，会受到很多其他因素的影响，而阻碍人脸识别的准确性。比如在许多工厂或是面积较大的房间中，监控摄像头的排布一般会固定在房间四周的墙壁上，再加上人脸可灵活自由转动的特性，视频监控拍摄到的人脸一般为左右侧脸，而非人脸的正脸。采用现有的多种人脸检测识别算法还无法有效地识别出图像中存在大角度偏转的非正面人脸。因此，就需要通过多个不同视角下的人脸侧面图像来恢复出便于识别角度下的人脸图像，将恢复的人脸图像录入人脸比对系统，就可以提供更加清晰和准确的识别结果。

目前，现有技术中还没有一种高效地由大角度的人脸侧面图像生成可识 别的人脸正面图像的方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种根据人脸侧面图像生成可识别的人脸图像的 方法，以实现有效地由大角度的人脸侧面图像生成可识别的人脸图像。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种根据人脸侧面图像生成可识别的正面人脸关键点的方法，包括：

从拍摄的左右侧面图像中提取出左右人脸关键点，将左右侧脸的拍摄过 程抽象为一个圆弧形的人脸旋转路径，根据人脸旋转路径的变化过程和相机 成像规律建立相应的三维旋转模型；

将实际提取到的左右人脸关键点与所述三维旋转模型推导出的成像平面 中的人脸关键点建立对应关系，将所述对应关系转化为优化问题，并通过拟 牛顿法求解所述优化问题，求得所述三维旋转模型中的未知参数；

基于建立的三维旋转模型和求得的未知参数，通过设定不同的旋转角度 来计算出旋转路径上任意角度的人脸关键点位置，根据人脸关键点在旋转路 径上的中间状态生成可识别的人脸图像。

优选地，所述的利用ERT算法对拍摄得到的左右侧面图像提取左右人脸关 键点，将左右侧脸的拍摄过程抽象为一个圆弧形的人脸旋转路径，根据人脸 旋转路径的变化过程和相机成像规律建立相应的三维旋转模型，包括：

将拍摄过程抽象为一个圆弧形的旋转路径，左右侧脸的图像看作人脸绕相 机光轴旋转所拍摄得到的图像，根据拍摄模型的旋转过程来建立左右侧面人 脸关键点之间的三维旋转模型，假设Z轴为相机光轴所在的直线，相机拍摄完 一张图像后，将人脸绕着固定的Z轴旋转一定的角度，再次拍摄第二张图像， 将旋转前的人脸关键点坐标设为P(X_i,Y_i,Z_i)，将点P绕Z轴顺时针旋转θ度，得 到P'点，则点P和点P'的物理意义分别对应了左侧人脸关键点和右侧人脸关 键点在三维空间中的坐标，点P绕Z轴旋转，点P'与点P的Z坐标相等，将点P 和点P'投影到XOY平面，求解X，Y轴上的坐标，所述拍摄模型的旋转过程用矩 阵表示为：