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专利号: 2016105366390
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其步骤为:

步骤一、采集含眉毛的正脸局部图像;

步骤二、截取纯眉毛区域,生成矩形纯眉毛区域图像并预处理,分别得到右眉毛与左眉毛图像;

步骤三、利用边缘检测算子获得眉毛边缘线,利用形态学填充眉毛边缘线内部区域,获得粗略的闭合曲线作为水平集演化的初始轮廓线,实现眉毛粗分割;

步骤四、利用偏微分方程引导水平集函数演化,得到眉毛精确外轮廓线,实现眉毛精确提取;

步骤五、在步骤四的基础上,分别计算眉毛的形状特征和方向特征;

步骤六、将步骤五得到的形状特征、方向特征,结合眉毛纹理特征,共同构建眉毛的知识表达模型;

步骤七、重复步骤一至步骤六3次,即随机采集3次同一个人的眉毛知识表达模型,形成该人的身份标识模板,加入到身份识别的眉毛验证数据库。

2.根据权利要求1所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其特征在于:步骤一中摄像头距离正对人脸1m的位置,人脸左右及上下偏移角度不超过10°,且摄像头矩形取景框的上下部分分别靠近额头中间与鼻梁中部,左右部分靠近人脸左右边界,采集含眉毛的正脸局部图像。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其特征在于:步骤二首先将步骤一所得正脸局部图像分成左眉毛与右眉毛粗区域,分别对左、右眉毛图像任意选取一组点连成含眉毛区域的多边形,该多边形要求最大化将眉毛区域包含在内,然后计算包含该多边形的最小外接矩形,生成左、右纯眉毛图像;所有采集的左、右纯眉毛图像需进行预处理,包括灰度化和尺寸归一化,用W和H分别表示归一化后眉毛图像的宽和高,要求32≤H≤128且W为H的2至5倍。

4.根据权利要求3所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其特征在于:步骤三首先对步骤二所得纯眉毛图像利用基于伪球的边缘检测算子进行轮廓检测,检测的粗糙轮廓线不是闭合的,利用形态学中的闭操作来填补轮廓线中的裂痕和小的孔洞,然后使用区域填充将眉毛边缘线区域内部填充,得到一个区域内部像素值为1,外部为0的二值图像,记为P,将P带入如下定义的水平集初始化函数中:φ0(x,y)=2c0(0.5-P)

其中c0为非负常值;水平集初始化函数取初始闭合曲线生成的符号距离函数为初始条件。

5.根据权利要求4所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其特征在于:步骤五中形状特征和方向特征分别表述如下:

1)形状特征:对步骤四得到的精确眉毛轮廓图,分别计算左、右眉毛区域的周长、面积、宽度、高度、离心率5个形状特征,分别记为Li,Si,Wi,Hi,Ei,当i=l时,表示左眉毛;i=r时,表示右眉毛;用特征向量表示为:

2)方向特征:采用眉毛轮廓曲线的拟合曲线来代表眉毛的弯曲方向和程度,计算拟合曲线上5个点切线的倾斜角来刻画眉毛方向特征,5个点倾斜角分别记为:θi1、θi2、θi3、θi4和θi5,当i=l时,表示左眉毛;i=r时,表示右眉毛,用特征向量表示为:

6.根据权利要求5所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法,其特征在于:步骤六中的纹理特征分别为角二阶距Mi1、对比度Mi2、相关性Mi3和熵Mi4,当i=l时,表示左眉毛;i=r时,表示右眉毛,用特征向量表示为:形状特征、方向特征结合眉毛纹理特征,共同构建的眉毛知识表达模型记为:

R=(R1,R2,R3)。

7.根据权利要求6所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法 进行身份识别的方法,其特征在于:身份识别时,将被测试人按照步骤一至步骤六获得其待识别的眉毛知识表达模型,然后将待识别眉毛知识表达模型与数据库中同一人的3个眉毛验证知识表达模型分别进行相似度检测,并将最佳匹配的身份所属人作为结果输出。

8.根据权利要求7所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法 进行身份识别的方法,其特征在于:眉毛的知识表达模型是以眉毛特征向量的方式表示的,且特征数据有三类不同刻度级别,因此分别计算出形状特征之间的相对欧式距离Dshape、方向特征之间的相对距离Ddirection和纹理特征之间的距离Dtexture,其中Dshape定义为:其中,p为待识别人的眉毛知识表达模型中的形状特征集,q为眉毛验证数据库中的形状特征集;Ddirection和Dtexture均同上定义。

9.根据权利要求8所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法 进行身份识别的方法,其特征在于:综合三类特征之间的距离,刻画眉毛图像之间相似度Ssim,定义如下:

10.根据权利要求9所述的一种基于眉毛建立身份标识模板的方法 进行身份识别的方法,其特征在于:如果待识别眉毛知识表达模型与数据库中同一人的3个眉毛验证知识表达模型的至少2个相似度Ssim在75%以上,则认为身份识别成功,将该最佳匹配的身份所属人作为结果输出。