[发明专利]一种基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法

权利要求书

1.一种基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用Kirsch算子对人脸图像锐化处理，提取人脸水平方向的细节特征；

(2)与原图像对应像素进行除法运算，消除慢变化的人脸光照部分,所得结果就是需要提取的人脸光照不变特征。

2.根据权利要求1所述的基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法，其特征在于，根据光照反射模型，任意灰度人脸图像I(x,y)是反射分量R(x,y)和光照分量L(x,y)的乘积，即I(x,y)＝R(x,y)L(x,y)；所述步骤(1)中，锐化处理时，应用Kirsch算子提取人脸水平方向的细节特征，得到锐化后的人脸图像I'。

3.根据权利要求1-2所述的基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法，其特征在于，以Kirsch算子(下面的推导中，使用算子)对人脸图像进行锐化处理后，图像I'的某中心像素点(x,y)的灰度值为I'(x,y)如公式(1)所示：

I'(x,y)＝-3I(x-1,y-1)-3I(x,y-1)-3I(x+1,y-1)-3I(x-1,y)

-3I(x+1,y)+5I(x-1,y+1)+5I(x,y+1)+5I(x+1,y+1)(1)；

为了表述方便，I(x+m,y+n)简记为I_m,n，同理，R(x+m,y+n)简记为R_m,n，L(x+m,y+n)简记为L_m,n，则公式(1)简记为公式(2)，如下所示：

I'_0,0＝-3I_-1,-1-3I_0,-1-3I_1,-1-3I_-1,0-3I_1,0+5I_-1,1+5I_0,1+5I_1,1 (2)；

根据光照反射模型进一步得到公式(3)：

I'_0,0＝-3R_-1,-1L_-1,-1-3R_0,-1L_0,-1-3R_1,-1L_1,-1-3R_-1,0I_-1,0-3R_1,0I_1,0+5R_-1,1R_-1,1+5R_0,1R_0,1+5R_1,1L_1,1 (3)。

4.根据权利要求1所述的基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法，其特征在于，所述步骤(2)中除法运算为R(x,y)代表人脸的关键信息，而L(x,y)是慢变化的，在局部是近似不变的，所以通过除法运算来近似消除该分量，得到公式(4)

。

5.根据权利要求4所述的基于Kirsch算子的人脸光照不变特征提取方法，其特征在于，光照分量L(x,y)变化缓慢，所以有公式(5)：

L_0,0≈L_-1,-1≈L_0,-1≈L_1,-1≈L_-1,0≈L_1,0≈L_-1,1≈L_0,1≈L_1,1(5)；

对于公式(5)的所有变量均用L_t替代，并代入公式(4)，得到公式(6)：

，因此消除了光照分量。