[发明专利]仿生人脸衰老模型建立方法

权利要求书

1.一种仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A：建立人脸数据库的步骤；所述人脸数据库为同一个人从年轻到衰老每隔预定年龄为一个年龄段的人脸图片库，所述人脸图片按年龄进行分组；

B：对数据库中的图片进行预处理，包括对图像表情、尺寸、以及光照的处理；

C：依据改进的ASM算法提取特征点，利用多三角坐标系依据图像中人脸信息，标定出n＝73个特征点，存储为X＝{x₁，x₂，……x_n}；

D：启动训练程序，进行形状衰老空间的训练，将计算结果存储到内存P中；

E：启动所述训练程序，进行纹理衰老空间的训练，将计算结果存储到内存Q中；

F：启动匹配程序，输入一张人脸，并利用步骤C中的方法对其进行特征点标定，然后对输入人脸进行最优样本匹配，所述样本匹配为利用稀疏原理将该输入人脸映射到样本库中；

G：启动所述匹配程序，选择目标人脸的衰老年龄，将人脸分别映射到形状衰老空间和纹理衰老空间中，合成最终的衰老人脸；

H：输出衰老人脸图像；

其中，所述步骤D还包括以下步骤：

d1：计算变化映射，采用高维空间形象几何方法，将图像视作高维空间中的点，计算20岁组到40岁组变化映射，

d2：对其余各组之间采用步骤d1中的公式求得每组之间的变化映射，共15组变化，将结果存储于内存P中；

所述d1步骤包括以下步骤：

d101：同一人脸从20岁到40岁的变化为连续的，即为空间中相邻的两个点，其形状变化和纹理变化符合线性变化；

d102：将20岁组的所有图片记为X，将40岁组的所有图片记为Y，根据稀疏原理和字典学习方法，可采用如下公式：

公式中，{D_X,D_Y}为超完备字典，d_X,d_Y是对X，Y的稀疏表示，λ_X、λ_Y为正规化参数，此时求得的即为X到Y之间的变化映射。

2.根据权利要求1所述的仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，所述步骤A还包括以下步骤：

a：所述数据库为同一个人从年轻到衰老每隔十岁为一个年龄段的图片库，需要至少40个人的清晰正面照，并按年龄进行分组，共七组图片,所述数据库为亚洲人脸衰老数据库，包括至少40个人的20岁、30岁、40岁、50岁、60岁、70岁、80岁的正面照各一张。

3.根据权利要求1所述的仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，所述步骤B还包括以下步骤：

b1：对图像表情预处理，采用表情归一化方法，将图片中表情通过调整变成统一的无表情人脸，减少表情对纹理和形状的影响；

b2：对尺寸的预处理，将图片大小调整在292*336，而且使人脸在图片中处于居中的位置；

b3：对光照的预处理，去除光照的影响，对光照进行归一化处理，弱化光照对纹理的影响。

4.根据权利要求1或2所述的仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，所述步骤C还包括以下步骤：

c1：所述特征点包括眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴和轮廓能表示人脸特征的关键点；

c2：用改进的ASM算法标出特征点后，按照一定的顺序连接起来，利用多三角坐标系使其形成一个三角网格覆盖人脸，并保持拓扑结构不变。

5.根据权利要求1或2所述的仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，所述步骤D还包括以下步骤：

d：形状变化包括衰老的各个部位的变化，所述各个部位的变化包括眼睑下垂、眼睛内陷、出现眼袋、鼻子轻微拉长、嘴巴变薄、嘴角下垂以及面部轮廓的变化。

6.根据权利要求1或2所述的仿生人脸衰老模型建立方法，其特征在于，所述步骤E还包括以下步骤：

e：纹理变化包括出现老年斑、皱纹、肤色变暗、眉毛变浅的变化。