视频中多线索的人脸特征检测与跟踪1 - æ¸ åŽå¤§å­¦

割 出 不 同 尺 度 人 脸 上 的 器 官 位 置 , 同 时 避 免 了 较 为 复 杂 的 多 尺 度 分 析 。 我 们 对 尺 度 30pixel-200pixel
的 人 脸 区 域 剪 切 图 进 行 实 验 , 得 到 R min ≈80,R max ≈125。
在 人 脸 定 位 的 结 果 区 域 内 , 我 们 依 次 按 照 “ 眼 睛 鼻 子 嘴 巴 ” 的 顺 序 检 测 各 个 器 官 。
1. 检 测 眼 睛
我 们 在 横 向 Sobel 卷 积 的 结 果 图 ( 图 5(b)) 上 首 先 检 测 眼 睛 。 人 脸 器 官 在 横 向 Sobel 卷 积 的 结 果
图 5(b) 中 表 现 为 灰 度 值 较 大 的 点 的 位 置 。 根 据 人 脸 器 官 占 整 个 人 脸 区 域 面 积 的 比 例 α%, 我 们 取 灰
度 值 最 大 的 α% 的 点 ( 图 5(c) 累 计 灰 度 直 方 图 ) 作 为 可 能 器 官 所 在 位 置 , 其 余 (100-α)% 为 非 器 官 位
置 。 实 验 中 , 我 们 取 α=10。 分 割 的 结 果 如 图 5(d)。
首 先 在 图 5(d) 中 寻 找 所 有 连 通 域 , 并 剔 除 面 积 、 形 状 和 所 处 的 几 何 位 置 等 完 全 不 可 能 成 为 单 眼
候 选 的 连 通 域 , 如 图 6 左 。 把 相 互 几 何 位 置 可 能 成 为 一 对 眼 睛 的 两 个 候 选 单 眼 配 对 成 为 一 个 候 选 双
眼 对 , 如 图 6 中 。 对 于 选 出 的 候 选 双 眼 对 , 采 用 主 分 量 分 析 (Principle Component Analysis: PCA)
的 特 征 眼 方 法 挑 出 真 正 的 人 眼 对 [6], 由 此 确 定 图 6 右 图 最 终 人 眼 ( 瞳 孔 ) 位 置 。 在 一 批 手 工 裁 减 得
到 的 规 范 化 人 眼 样 本 ( 图 7(a)) 中 进 行
主 分 量 分 析 , 并 取 特 征 值 之 和 大 于 全 部
特 征 值 之 和 95% 的 特 征 向 量 作 为 特 征 眼
( 图 7(b))。 将 图 7 中 图 的 候 选 人 眼 对 在
特 征 眼 上 进 行 投 影 重 构 , 只 有 真 正 的 人
眼 对 才 会 取 得 较 高 的 重 构 相 关 系 数 [6]
( 图 7(c))。 由 此 , 我 们 取 重 构 系 数 最 大
图 6. 单 眼 候 选 、 双 眼 候 选 对 、 最 终 确 定 人 眼
的 人 眼 对 作 为 真 正 的 人 眼 对 。
(a) 部 分 剪 裁 样 本
(b) 部 分 特 征 眼
候 选 人 眼 对 1 剪 裁 图 : , 重 构 图 : , 相 关 系 数 :0.9436
候 选 人 眼 对 2 剪 裁 图 : , 重 构 图 : , 相 关 系 数 :0.7065
(c) 候 选 人 眼 对 的 PCA 重 构 情 况
图 7. 特 征 眼 方 法
2. 检 测 鼻 子 和 左 右 嘴 角
从 图 5(b)Sobel 卷 积 的 结 果 图 , 参 考 已 经 得 到 的 眼 睛 位 置 , 进 一 步 检 测 鼻 子 的 位 置 。
根 据 眼 睛 的 位 置 、 尺 度 , 框 定
左 右
鼻 子 和 嘴 大 致 位 置 , 如 图 8 左 图 虚
鼻
线 框 所 示 。 对 这 块 区 域 沿 着 x 方 向 y
计 算 灰 度 累 积 , 第 一 个 峰 的 位 置 指
示 了 鼻 子 的 水 平 位 置 Y nose 。 在 [Y nose -
σ, Y nose +σ] 沿 着 y 方 向 计 算 灰 度 累
x
积 , 可 以 确 定 鼻 子 最 宽 部 分 左 右 边
界 。
图 8 根 据 眼 睛 位 置 框 定 鼻 子 区 域 、 双 方 向 灰 度 累 积 图
在 鼻 子 位 置 确 定 以 后 根 据 鼻 子
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