三維人臉測量與分割系統(tǒng)研究

余宗璞，楊懿昕，王儼錚，劉雪巖，周 平，周光泉

（東南大學(xué) 生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，江蘇 南京 210096）

引言

人臉是現(xiàn)代身份識別技術(shù)的主要檢測特征之一，在檔案管理、安全認(rèn)證、身份記錄中有著廣泛的應(yīng)用。與指紋、血型、虹膜等生物特征不同，捕捉人臉不需要與用戶接觸以及保持其專注和穩(wěn)定，因而樣本的采集較其他生物特征更加安全與便捷[1]。二維人臉分割與識別已得到廣泛、深入的研究，大量研究成果已成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。三維人臉測量、分割與識別是目前的熱點研究問題。

人臉區(qū)域分割是指結(jié)合人臉信息，將人臉區(qū)域分割為不同語義標(biāo)注的部分。除生物識別外，人臉區(qū)域分割在動畫人臉設(shè)計與合成、皮膚美化與虛擬化妝、年齡性別等高等級特征預(yù)測等方面均有較多應(yīng)用[2]。雖然對于人臉的二維圖像分割研究已較為成熟，但二維人臉缺少深度，無法表達(dá)完整的人臉信息，像素級分割的準(zhǔn)確性仍依賴于人臉姿態(tài)、光照等條件。隨著計算成像的快速發(fā)展，已有多種成像方法用于三維人臉成像，如飛行時間（TOF）法[3-6]、激光掃描法等[6]。飛行時間法是通過激光光源發(fā)射脈沖信號到物體表面后按原路徑返回，由接收器接收，通過激光的傳播時間可以計算得到期望的三維信息[5]。但現(xiàn)有曝光算法對飛行時間測距精度和測量范圍影響較大[4-6]。激光掃描法基于立體視覺原理，通過投射激光條紋以及使用相機同步記錄反射條紋的形狀，計算對應(yīng)點的深度信息來完成三維測量，但激光設(shè)備成本較高，測量速度受限[6]?！?br>