基于双目视觉的人脸视差快速获取方法

作者:刘丹华,赖海滨,王晓晓 刊名:《电脑知识与技术:学术交流》 上传者:潘富莲

【摘要】提出一种在平行双目视觉系统下快速获取致密的人脸视差图的方法。首先对获取的双目图像进行极线校正和人脸的精确定位,降低立体匹配的搜索范围;然后针对人脸这一特殊场景,采用基于盒状滤波的快速区域立体匹配算法对人脸区域进行匹配,得到人脸的初始视差图;最后利用金字塔匹配模型来获取高分辨率的人脸致密视差图。实验结果表明,该方法在保证所获取人脸视差精度的前提下,大大降低了时间复杂度,有较好的实用价值。

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电 脑 知识 与技术 ,, : : : 基 于双 目视觉 的人 脸 视差 快 速获 取 方法 刘丹华,赖海滨,王晓晓 (厦门大学 计算机科学系 ,福建 厦 门 ) 摘要:提 出一种在 平行双 目视觉 系统下快速获取致 密的人脸视差 图的方法。首先对获取的双 目图像 进行 极线校 正和人脸的精确定 位 ,降低 立体 匹配的搜 索范 围;然后针对人脸这一特殊场景 ,采用基 于盒状滤波 的快速 区域立体 匹配算 法对人脸 区域进行 匹配 ,得 到人脸的初始视差 图;最后 利用金 字塔 匹配模 型来获取 高分辨率的人 脸致密视 差 图。实验结果表 明,该方法在保证所获取人脸视 差精度的前提 下,大大降低 了时 间复杂度 ,有较好 的实用价值 。 关 键 词 :双 目视 觉 ;人 脸 定位 ;立 体 匹 配 ;快速 区域 匹配 ;金 字塔 模 型 ;人 脸 视 差 图 中图分类号: 文献标识码 : 文章编号:() , , (,,,) : , , , , , , :;;; ;; 概 述 双 目立体视觉技术通 过两幅对 应的二维图像 信息来重建三维数据 ,被广泛应用 于机器人 自动 导航 、地理信息 系统 、生物 医学 成像 以及虚拟现实等领域 ,是计 算机视觉 的重要研究 内容 ,由于其获取成本低廉 ,尤其适用于对人脸 模型精度要求不是特别 高的场 合 。 立体匹配是双 目立体视觉系统 中用来获取视差 图的一个重要环节 ,它的本质是给定一幅 图像 中的一点 ,寻找另一幅 图像 中的 对应点 ,使得 这两 点为空间同一物体 点的投影 ,进而求 出二者 的视差 ,以恢复场景的深度信息 ,并进 一步求得 该点的空间坐标 。匹 配结果会受到许多因素的影响 ,如 ,光照因素 、镜头畸变 、物理特性 、噪声干扰等目前研究 的立体派 匹配算法大部分都是针对复杂 的空间场景获取大致的视差 图,专门研究 人脸 立体匹配的相关文献还较少 。本文 旨在研究匹配精度高 、计算 速度快的人脸立体 匹 配方法 ,从而获得高分辨率 的人脸视差 图,为后期人脸三维重建提供 良好 的基础。 与一般的立体场景不同 ,人 脸有 着 自身的特点 ,如表面变化相对平缓 、场景信息不够丰富 、深度信息差异不大 、肤 色等 ,这些 特 点也就决定了要 获取 可用 的人脸视差图需要采用特定 的立体匹配方法。本文首先采用文献】中提到的方法精 确提 取左 右图像 的人 脸 区域 ,以减少视差搜 索的范围 。其次采用文献提 出的改进区域立体 匹配算 法对 人脸 区域进行立体 匹配 ,得 到人脸的初始视 差 图。最后 ,为了获取高分辨率人 脸视 差图 ,在金字塔匹配模型基础上 ,引入盒状 滤波方法对 时间进行优化 ,大大降低 了时 间复杂 度 。 ’ 人脸 区域 精确定 位 在进行立体匹配之前 ,通过极线 校正和人脸的定位 ,一方 面缩小 了视差 的搜 索范围 ,另一方面也指 导了匹配的方向 ,利 于提 高 匹配精度。本文的极线校正方法是通过对右图进行像 素的上下调整 ,使 左右 图片像素处于 同一个水平线上。对人 脸的定位 主要通 过两个步骤 ,第一步是人脸 区域粗定位 ,本文采用了由提出的基 于算法 。第二步是人脸 区域精确定位 , 其依据主要是通 过肤 色检测滤除头发 、首饰等非肤色区域的干扰 ,并通过形态学的处

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