專(zhuān)利名稱：基于超分辨率重建技術(shù)的低分辨率人臉圖像的重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，特別涉及一種制作低分辨率人臉重建像的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，視頻監(jiān)控得到了迅速的發(fā)展，在安防工作中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。在視頻監(jiān)控的圖像中，記錄了許多與案件有關(guān)的人像信息。但是，由于視頻監(jiān)控的涉案人臉圖像往往很小，因此無(wú)法分辨涉案人，致使許多案件的辦案工作陷入了困境。這種小人臉圖像的本質(zhì)問(wèn)題是人臉?lè)直媛实偷膯?wèn)題。低分辨率人臉圖像的重建技術(shù)是公安部門(mén)辦案工作急需 的關(guān)鍵技術(shù)。本發(fā)明所指人臉圖像，限定為正面人臉圖像(下同)。包括人的頭頂之下、頦底線之上、左耳到右耳之間的部分(參見(jiàn)中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA/T893-2010“安防生物特征識(shí)別應(yīng)用術(shù)語(yǔ)”)。專(zhuān)利號(hào)為ZL 2005 I 0067692. X的專(zhuān)利公開(kāi)一種人臉幾何尺寸歸一化的方法SP基于人臉幾何尺寸歸一化的人臉圖像識(shí)別方法中的人臉三點(diǎn)歸一化方法。確定圖像中人臉的左、右眼和頜下點(diǎn)的坐標(biāo)，并按三點(diǎn)歸一化方法生成標(biāo)準(zhǔn)的尺寸的歸一化低分辨率人臉圖像。目前常用的超分辨率人臉圖像重建的方法為利用一個(gè)包含成對(duì)的高分辨率圖像及其對(duì)應(yīng)的低分辨率圖像的數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練庫(kù)。將待重建的含有低分辨率人臉的圖像分為若干小塊，對(duì)待重建的低分辨率圖像中的每一個(gè)小塊，通過(guò)LLE表示成訓(xùn)練庫(kù)中所有低分辨率圖像對(duì)應(yīng)位置小塊的線性組合，然后使用相同的線性組合權(quán)重對(duì)訓(xùn)練庫(kù)中相應(yīng)高分辨率圖像對(duì)應(yīng)位置的小塊進(jìn)行組合，得到重建后的超分辨圖像對(duì)應(yīng)位置的小塊。將得到的重建后的超分辨圖像對(duì)應(yīng)位置的小塊進(jìn)行拼接，塊與塊之間有少量的重疊，重疊的部分取平均值。最后得到整個(gè)重建后的超分辨大圖。該方法雖然能對(duì)超低分辨率圖像進(jìn)行重建，但是，其直接在時(shí)域中進(jìn)行流形學(xué)習(xí)，局部幾何結(jié)構(gòu)相似度不高，流行學(xué)習(xí)效果較差。此外其重建過(guò)程中受光照及噪聲影響較大，未對(duì)超低分辨率人臉圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，對(duì)實(shí)際場(chǎng)景中的超分辨率圖像重建效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出了一種基于超分辨率重建技術(shù)的低分辨率人臉圖像的重建方法，較好地解決了低分辨率人臉圖像的重建難題。一種基于超分辨率重建技術(shù)的低分辨率人臉圖像的重建方法，其特征在于，包括以下步驟I)對(duì)原始圖像進(jìn)行基于人臉三點(diǎn)定位的歸一化，得到待重建的歸一化人臉圖像，具體包括I. I)對(duì)含有低分辨率人臉圖像的原始圖像進(jìn)行裁剪，裁剪出包含低分辨率人臉圖像的矩形區(qū)域，得到低分辨率人臉圖像；該區(qū)域左上、左下、右上、右下4個(gè)頂點(diǎn)在原始圖像中坐標(biāo)分別為Cm1,叫)、Cm1, n2)、(m2,叫)、(m2, n2), m、n分別表示坐標(biāo)系中的點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；I. 2)對(duì)I. I)中得到的低分辨率人臉圖像進(jìn)行等比放大，放大倍率為KXK，放大后圖像的高度為 L, L = KX Oi2-Ii1), k 滿足K 彡 150/ Oi2-Ii1)；I. 3)對(duì)放大后的低分辨率人臉圖像采用基于人臉三點(diǎn)定位的歸一化方法進(jìn)行歸一化，得到一幅待重建的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的歸一化人臉圖像；I. 31)在放大后的低分辨率人臉圖像a上確定左眼球上的一點(diǎn)A的坐標(biāo)(xn，yn)、右眼球上的一點(diǎn)B的坐標(biāo)位置(x21，J21),通過(guò)A、B兩點(diǎn)做直線L1,并確定下頜點(diǎn)Ctl坐標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種基于超分辨率重建技術(shù)的低分辨率人臉圖像的重建方法，其特征在于，包括以下步驟 1)對(duì)原始圖像進(jìn)行基于人臉三點(diǎn)定位的歸一化，得到待重建的歸一化人臉圖像，具體包括 1.1)對(duì)含有低分辨率人臉圖像的原始圖像進(jìn)行裁剪，裁剪出包含低分辨率人臉圖像的矩形區(qū)域，得到低分辨率人臉圖像；該區(qū)域左上、左下、右上、右下4個(gè)頂點(diǎn)在原始圖像中坐標(biāo)分別為Cm1,叫)、Cm1, n2)、(m2,叫)、(m2, n2), m、n分別表示坐標(biāo)系中的點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； .1.2)對(duì)I. I)中得到的低分辨率人臉圖像進(jìn)行等比放大，放大倍率為KXK，放大后圖像的高度為 L, L = KX Oi2-Ii1)，k 滿足K 彡 150/ ( -]!)； .1.3)對(duì)放大后的低分辨率人臉圖像采用基于人臉三點(diǎn)定位的歸一化方法進(jìn)行歸一化，得到一幅待重建的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的歸一化人臉圖像； .1.31)在放大后的低分辨率人臉圖像a上確定左眼球上的一點(diǎn)A的坐標(biāo)(xn，yn)、右眼球上的一點(diǎn)B的坐標(biāo)位置(x21, y21),通過(guò)A、B兩點(diǎn)做直線L1,并確定下頜點(diǎn)Cci坐標(biāo)(Xtll, y01),按放大倍率K將三點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)至原裁剪圖像坐標(biāo)，分別為(Xl，yi)，(x2, y2), (x0, y0)； .1.32)對(duì)原始圖像進(jìn)行基于人臉幾何尺寸歸一化的人臉圖像識(shí)別方法中的人臉三點(diǎn)歸一化方法，得到尺寸為HXW的待重建的歸一化人臉圖像，其中H，W滿足下式
全文摘要
本發(fā)明涉及基于超分辨率重建技術(shù)的低分辨率人臉圖像的重建方法，屬于圖像處理領(lǐng)域，本發(fā)明包括對(duì)原始圖像進(jìn)行基于人臉三點(diǎn)定位的歸一化，得到待重建的歸一化人臉圖像；再通過(guò)生成訓(xùn)練集，對(duì)待重建的低分辨率圖像進(jìn)行去噪并通過(guò)模糊度估計(jì)確定學(xué)習(xí)樣本，通過(guò)LLE學(xué)習(xí)得到最終重建出的高分辨率圖像。本發(fā)明采用的人臉圖像的歸一化方法不僅準(zhǔn)確，而且和訓(xùn)練集的歸一化方法一致，提升了低分辨率人臉圖像的準(zhǔn)確性。再采用基于低頻分量的超分辨率人臉圖像的重建方法，制作出低分辨率人臉圖像的大尺寸重建像，較好地解決了低分辨率人臉圖像的重建難題。
文檔編號(hào)G06K9/66GK102968775SQ20121043537
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者蘇光大, 任小龍, 蘇楠 申請(qǐng)人:清華大學(xué)