《基於面部肌肉運動模型的三維人臉表情識別研究》是依託北京航空航天大學，由黃迪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於面部肌肉運動模型的三維人臉表情識別研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：黃迪
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表情產生的本質是面部特定肌肉區域的運動，這種運動直接反映於人臉的三維幾何信息的改變，所以基於三維數據的方法很可能滿足對細微表情變化的完整描述。本項目結合表情產生的特點，擬提出基於面部肌肉運動模型的三維人臉表情識別方法，對產生表情的主要面部肌肉進行準確分割和獨立建模，利用在這些面部肌肉變化過程中體現在人臉曲面上的幾何差異進行表情區分，包含自動標誌點定位，面部區域分割，特徵提取以及分類器設計等研究內容,擬建立較為完善的三維人臉表情理解的理論框架，並在面部肌肉區域分割和層次化的幾何特徵表示方面做出獨特性工作，並在理論研究的基礎上，給出一些對於實際套用具有指導意義的結果，搭建演示系統，實現快速精確的三維人臉表情識別。
結題摘要
面部是人類主要的身份與情感的表達器官，而面部表情是人類社會信息交流的主要渠道之一。人類可以從面部表情中獲取重要的情感信息，使互動變得更為順暢。隨著社會中以人為中心的智慧型信息處理和控制技術的不斷發展，為了達到友好的人機互動，使計算機較好的理解人的面部表情是研究人員一直努力追尋的目標。對於人臉表情理解的研究不僅將對實際套用產生巨大的影響，還能極大地推動計算機視覺，模式識別，機器學習等理論的發展。 表情產生的本質是面部特定肌肉區域的運動，這種運動直接反映於人臉的三維幾何信息的改變，所以基於三維數據的方法很可能滿足對細微表情變化的完整描述。本項目結合表情產生的特點，深入研究了基於面部肌肉運動模型的三維人臉表情識別，涉及了自動標誌點定位，面部區域分割，人臉曲面表示及決策分類等內容。提出了基於曲率分析和主動法向量模型的三維人臉標誌點定位方法、基於疊代最近法向點的面部曲面分割方法、基於球面深度圖和球諧函式特徵的三維人臉曲面表示方法、基於多尺度多成分局部法向量模式的三維人臉曲面表示方法、基於多階幾何微分量的三維人臉曲面表示方法、基於幾何散射表示的三維人臉表情識別方法、基於面部肌肉運動模型的三維人臉表情識別方法等一系列代表性方法。提出的方法在FRGC v2.0、BU-3DFE、Bosphorus等國際權威資料庫的測評上均達到了目前的先進水平，在有些套用問題上的結果處於領先地位。 項目在執行期間，在IEEE Transactions on Image Processing, International Journal of Computer Vision等重要國際期刊發表SCI檢索論文6篇，在IEEE International Conference on Automatic Face and Gesture Recognition, IEEE International Conference on Biometrics等主流會議發表EI檢索論文10篇。此外，項目提供了完整的研究報告和初步演示系統，並協助培養博士研究生4名，碩士研究生4名。
