[发明专利]基于面部特征器官相似性的人脸图像超分辨率重建方法

摘要

本发明公开了一种基于面部特征器官相似性的人脸图像超分辨率重建方法，包括如下步骤：步骤1根据给定理想高分辨率人脸图像，利用灰度投影法建立高分辨率正面人脸图像库和高分辨率特征器官图像库；步骤2对一幅低分辨率目标人脸图像提取低分辨率特征器官图像；步骤3对低分辨率目标人脸图像和低分辨率特征器官图像进行双三次插值，获取低分辨率图像的训练图像集；步骤4训练图像集构建各自所对应的特征空间，重建出对应的高分辨率整体人脸图像和高分辨率器官图像的投影向量；步骤5将高分辨率整体人脸图像和高分辨率特征器官图像融合为高分辨率目标人脸图像。该方法具有预处理时间少、训练图像检索精度高和获得人脸图像真实度高等特点。

主权项

一种基于面部特征器官相似性的人脸图像超分辨率重建方法，其特征在于包括如下方法：步骤1根据给定理想高分辨率人脸图像，利用灰度投影法快速定位人眼瞳孔位置，根据瞳孔距离缩放和切割所有的人脸图像，使所有图像之间的瞳孔位置和面部轮廓大小基本一致，配准后的图像组成了高分辨率正面人脸图像库；同时对高分辨率正面人脸图像库内所有图像再次利用灰度投影法定位面部特征器官的中心坐标，然后按照固定大小和中心坐标提取器官图像，建立高分辨率特征器官图像库；步骤2对一幅待超分辨率重建的低分辨率目标人脸图像配准双眼瞳孔位置，根据图像超分辨率放大系数计算低分辨率目标人脸图像瞳孔坐标和特征器官图像的尺寸，而后根据灰度投影法定位面部特征器官并提取低分辨率特征器官图像；步骤3首先对低分辨率目标人脸图像和低分辨率特征器官图像进行双三次插值，获得初始目标人脸图像和初始特征器官图像，将高分辨率正面人脸图像库内的所有图像作为针对初始目标人脸图像的候选训练图像；并多次通过主元分析的方法计算初始目标人脸图像和与其对应候选训练图像间的近似度，将相似度低的一部分候选训练图像剔除，剩余近似度高的候选训练图像组成针对低分辨率目标人脸图像的训练图像集，针对低分辨率特征器官图像的训练图像集构建方法与之相同；步骤4针对低分辨率目标人脸图像和低分辨率特征器官图像的训练图像集构建各自所对应的特征空间，通过低分辨率目标人脸图像和低分辨率特征器官图像的投影向量，重建出对应的高分辨率整体人脸图像和高分辨率器官图像的投影向量，将在特征空间内重建的投影向量恢复到像素空间即得到了高分辨率整体人脸图像和高分辨率特征器官图像；步骤5将步骤4得到的高分辨率整体人脸图像和高分辨率特征器官图像融合为最终的高分辨率目标人脸图像，在步骤2的低分辨率目标人脸图像预处理过程中已经定位了面部特征器官的中心坐标，最终高分辨率目标人脸图像在器官位置的像素值是重建后特征器官图像和整体人脸图像在该位置像素值的加权和；其中，特征器官图像中心到边界的权值服从高斯分布。