本發(fā)明實(shí)施例涉及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鼻尖定位方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著三維成像技術(shù)的日益成熟，通過三維成像技術(shù)在人臉識(shí)別中的應(yīng)用越來越廣泛。

現(xiàn)在技術(shù)中，對(duì)于人臉的識(shí)別往往采用整體面部數(shù)據(jù)的提取，而對(duì)于面部中各個(gè)部位的確定通常采用估計(jì)的方式，如采用估計(jì)的方式估計(jì)鼻尖結(jié)構(gòu)的位置，估計(jì)的方式并不能精確的確定出鼻尖結(jié)構(gòu)的位置，進(jìn)而無法以鼻尖為中心精確提取出用戶整個(gè)面部數(shù)據(jù)。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺陷：在人臉識(shí)別過程中不能準(zhǔn)確的得出鼻尖結(jié)構(gòu)的位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種鼻尖定位方法和裝置，以解決在人臉識(shí)別過程中不能準(zhǔn)確的得出鼻尖結(jié)構(gòu)的位置的問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例的一可能的實(shí)施方案提供了一種鼻尖定位方法，包括：對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素；根據(jù)從所述三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置；根據(jù)所述鼻尖位置和所述三維超體素的信息，確定與所述三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓；對(duì)所述三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述三維面部輪廓的凸起部位；對(duì)所述凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。

優(yōu)選地，所述對(duì)所述三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述三維面部輪廓的凸起部位，包括：將三維圓球體置于所述三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在所述三維面部輪廓上的接觸面積；依據(jù)所述接觸面積確定所述圓形的非接觸面積；通過所述接觸面積和所述非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位。

優(yōu)選地，所述對(duì)所述凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置，包括：將所述凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配；將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)；基于所述鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。

優(yōu)選地，所述對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素，包括：構(gòu)建體素空間，在所述體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素。

優(yōu)選地，所述根據(jù)從所述三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置，包括：以所述三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，得到面部的三維布局結(jié)構(gòu)；基于霍夫森林模型從所述三維布局中估計(jì)鼻尖的位置。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述鼻尖位置和所述三維超體素的信息，確定與所述三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓，包括：以鼻尖的位置為中心對(duì)所述三維布局進(jìn)行剖面截取，得到面部的左剖面和右剖面；將所述左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，獲得完整的三維面部輪廓。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例的一可能的實(shí)施方案提供了一種鼻尖定位裝置，包括：分割模塊，用于對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素；估計(jì)模塊，用于根據(jù)從所述三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置；第一確定模塊，用于根據(jù)所述鼻尖位置和所述三維超體素的信息，確定與所述三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓；第二確定模塊，用于對(duì)所述三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述三維面部輪廓的凸起部位；第三確定模塊，用于對(duì)所述凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。

優(yōu)選地，所述第二確定模塊包括：第一面積確定子模塊，用于將三維圓球體置于所述三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在所述三維面部輪廓上的接觸面積；第二面積確定子模塊，用于依據(jù)所述接觸面積確定所述圓形的非接觸面積；判斷子模塊，用于通過所述接觸面積和所述非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位。

優(yōu)選地，所述第三確定模塊包括：匹配子模塊，用于將所述凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配；結(jié)構(gòu)確定子模塊，用于將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)；位置確定子模塊，用于基于所述鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。

優(yōu)選地，所述分割模塊，用于構(gòu)建體素空間，在所述體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素。

本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素，根據(jù)從三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置，根據(jù)鼻尖位置和三維超體素的信息，確定與三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓，對(duì)三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定三維面部輪廓的凸起部位，對(duì)凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。本發(fā)明實(shí)施例先通過估計(jì)的方式粗略估計(jì)出鼻尖位置，再以鼻尖位置為中心進(jìn)行面部截取，獲取用戶整個(gè)面部的輪廓，基于得到的面部輪廓檢測(cè)確定用戶的凸起部位，再經(jīng)過二次檢測(cè)確定出用戶的鼻尖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而基于鼻尖結(jié)構(gòu)可以精確地確定出鼻尖的位置信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種鼻尖定位方法的步驟流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種鼻尖定位方法的步驟流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的三維坐標(biāo)系中三維面部輪廓的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的檢測(cè)凸起部位的示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例二的基于三角模型確定鼻尖結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種鼻尖定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種鼻尖定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖(若干附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元素)和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明實(shí)施例，但不用來限制本發(fā)明實(shí)施例的范圍。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明實(shí)施例中的“第一”、“第二”等術(shù)語僅用于區(qū)別不同步驟、設(shè)備或模塊等，既不代表任何特定技術(shù)含義，也不表示它們之間的必然邏輯順序。

實(shí)施例一

參照?qǐng)D1，示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種鼻尖定位方法的步驟流程圖，具體可以包括如下步驟：

步驟102、對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用過分割技術(shù)對(duì)用戶的三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理得到多個(gè)三維超體素，其中，超體素是二維圖像中廣泛使用的超像素在三維空間的擴(kuò)展，能夠高效地將三維無規(guī)則的點(diǎn)云數(shù)據(jù)過分割為有意義的三維局部結(jié)構(gòu)，其中得到的每個(gè)三維超體素中的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)是相互連通的，且具有相似的幾何特征。其中，過分割是將目標(biāo)對(duì)象按照一定的特征劃分為多個(gè)子對(duì)象。

在本發(fā)明實(shí)施例的一種可行方案中，可以采用三維點(diǎn)云的方式確定用的三維面部圖像數(shù)據(jù)，再采用VCCS(Voxel Cloud Connectivity Segmentation，體素云連接分割)算法進(jìn)行點(diǎn)云過分割，其中，VCCS是一種高效的基于K-均值算法的超體素分割算法。

步驟104、根據(jù)從三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置。

經(jīng)過分割得到多個(gè)三維超體素，根據(jù)每個(gè)三維超體素相似的幾何特征，將多個(gè)三維超體素進(jìn)行組合，獲得用戶面部的三維布局結(jié)構(gòu)，再基于模型匹配，從三維布局結(jié)構(gòu)中估計(jì)出鼻尖的位置信息。

步驟106、根據(jù)鼻尖位置和三維超體素的信息，確定與三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓。

在估計(jì)出用戶鼻尖的位置后，以用戶的鼻尖位置為中心，基于用戶面部的三維超體素信息從三維布局中對(duì)用戶的面部進(jìn)行截取，得出與三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓，其中，得到的三維面部輪廓用戶確定用戶面部中鼻尖的具體位置。

步驟108、對(duì)三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定三維面部輪廓的凸起部位。

在得到用戶的三維面部輪廓后，對(duì)三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定三維面部輪廓中的凸起部位，在實(shí)際檢測(cè)中，用戶的凸起部位包括鼻子、嘴巴、下巴等部位，因此還需要進(jìn)一步確定經(jīng)過檢測(cè)得到的凸起部位中的鼻尖結(jié)構(gòu)，其中，鼻尖結(jié)構(gòu)包括用戶的整個(gè)鼻子部位。

步驟110、對(duì)凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。

對(duì)經(jīng)過檢測(cè)得到的凸起部位進(jìn)行二次檢測(cè)，確定屬于鼻尖結(jié)構(gòu)的凸起部位，確定出鼻尖結(jié)構(gòu)后再確定鼻尖的位置，其中，可以采用幾何模型對(duì)凸起部位進(jìn)行檢測(cè)確定鼻尖結(jié)構(gòu)，再通過幾何模型確定鼻尖的位置信息。

本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素，根據(jù)從三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置，根據(jù)鼻尖位置和三維超體素的信息，確定與三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓，對(duì)三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定三維面部輪廓的凸起部位，對(duì)凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。本發(fā)明實(shí)施例先通過估計(jì)的方式粗略估計(jì)出鼻尖位置，再以鼻尖位置為中心進(jìn)行面部截取，獲取用戶整個(gè)面部的輪廓，基于得到的面部輪廓檢測(cè)確定用戶的凸起部位，再經(jīng)過二次檢測(cè)確定出用戶的鼻尖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而基于鼻尖結(jié)構(gòu)可以精確地確定出鼻尖的位置信息。

實(shí)施例二

參照?qǐng)D2，示出了本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種鼻尖定位方法的步驟流程圖，本實(shí)施例的鼻尖定位方法具體可以包括如下步驟：

步驟202、構(gòu)建體素空間，在體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素。

本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)空間分辨率r，利用八叉樹算法從三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)中構(gòu)建體素空間V_r。本發(fā)明實(shí)施例將V_r(i)表示空間V_r中索引為i的體素(voxel)的特征向量，如下式：

V_r(i)＝F_1…n

其中，F(xiàn)表示索引為i的體素的特征向量，n表示特征個(gè)數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中的體素均指空間V_r中的體素。

在體素空間中，將通過三維點(diǎn)云得到的三維人體圖像數(shù)據(jù)在體素空間中進(jìn)行過分割處理，在體素空間中得到與面部圖像對(duì)應(yīng)的多個(gè)三維超體素。

在本發(fā)明實(shí)施例的一種可選方式中，可以采用VCCS算法進(jìn)行點(diǎn)云過分割。

步驟204、以三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，得到面部的三維布局結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過分割得到的多個(gè)三維超體素具有相似的幾何特征，且每個(gè)三維超體素中的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)是相互連通的，即可以通過特定的面部特征以三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，如鼻尖結(jié)構(gòu)中的多個(gè)三維超體素具有特定的鼻部特征，因此，可以將這些三維超體素建立鄰接關(guān)系，進(jìn)而得出整個(gè)面部的三維布局。

步驟206、基于霍夫森林模型從三維布局中估計(jì)鼻尖的位置。

基于霍夫森林模型對(duì)面部的三維布局進(jìn)行匹配，粗略估計(jì)出鼻尖的位置，其中，通過特征匹配和霍夫投票構(gòu)建三維霍夫投票空間，再通過非極大值抑制或均值漂移算法在霍夫投票空間中檢測(cè)極值來估計(jì)鼻尖位置。

步驟208、以鼻尖的位置為中心對(duì)三維布局進(jìn)行剖面截取，得到面部的左剖面和右剖面。

估計(jì)出鼻尖位置后，以鼻尖位置為中心對(duì)三維布局進(jìn)行剖面截取，如可以通過以半徑為80mm的半球截取面部數(shù)據(jù)，得到用戶面部的做剖面和右剖面；在本發(fā)明實(shí)施例中為精確地確定鼻尖結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大面部數(shù)據(jù)的截取范圍，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例對(duì)截取面部數(shù)據(jù)半球的半徑不作具體限定。

步驟210、將左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，獲得完整的三維面部輪廓。

將截取到的用戶面部的左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，并將左剖面和右剖面進(jìn)行對(duì)應(yīng)組合，在三維坐標(biāo)系中獲得完整的三維面部輪廓，將三維面部輪廓放置于三維坐標(biāo)系的目的是使三維面部輪廓中的各點(diǎn)都可以用坐標(biāo)的形式進(jìn)行表示，方便后續(xù)的處理步驟，如圖3所示，將頭部三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)分解為一組剖面。截取的角度步長為α，范圍為[-90°,90°]，并將頭部剖面分為兩組：左半部分[-90°，0°]和右半部分[0°,90°]；左半部分的頭部剖面向x-y平面投影落在x-y平面的負(fù)半平面，逐行掃描，x坐標(biāo)最小的點(diǎn)集構(gòu)成頭部外圍輪廓線；右半部分的頭部剖面向x-y平面投影落在x-y平面的正半平面，逐行掃描，x坐標(biāo)最大的點(diǎn)集構(gòu)成頭部外圍輪廓線。

在本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)于如何將三維面部輪廓放置于三維坐標(biāo)系中，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例不作具體限定。

需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中先估計(jì)鼻尖的位置，再進(jìn)行面部數(shù)據(jù)的剖面截取，將其在三維坐標(biāo)系中組合生成完整的面部輪廓；上述操作的目的都是為了后續(xù)處理步驟獲得精確的鼻尖位置。

在本發(fā)明實(shí)施例的一種可選方案中，對(duì)三維坐標(biāo)系中的三維面部輪廓進(jìn)行面部姿態(tài)校準(zhǔn)，其中，校準(zhǔn)包括：PCA(principal components analysis，主成分分析)校正。為了提高校準(zhǔn)的精度采用迭代的方法進(jìn)行校正，其中，PCA是主成分分析，令點(diǎn)云集P為3×n的矩陣，每一列對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)(x，y，z)坐標(biāo)，具體可以采用下述公式：

對(duì)應(yīng)的均值矩陣為：

其中，P_k是第k個(gè)點(diǎn)。

對(duì)應(yīng)的協(xié)方差矩陣為：

其中，校正的旋轉(zhuǎn)矩陣就是對(duì)協(xié)方差C進(jìn)行SVD(The singular value decomposition，奇異值分解)分解使得CV＝DV，其中D是特征值構(gòu)成的對(duì)角陣，V是特征向量構(gòu)成的矩陣，姿態(tài)校正的過程為：

P'＝V(P-m)

步驟212、將三維圓球體置于三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在三維面部輪廓上的接觸面積。

步驟214、依據(jù)接觸面積確定圓形的非接觸面積。

步驟216、通過接觸面積和非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可以采用三維圓球體檢測(cè)法檢測(cè)三維面部輪廓上的凸起部位，具體包括：根據(jù)三維面部輪廓和三維圓球體的體積比確定三維圓球體的大小，如100:1的體積比例；再將三維圓球體置于三維面部輪廓上依次進(jìn)行滾動(dòng)操作，每次滾動(dòng)可以由三維圓球體在三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定，根據(jù)每次滾動(dòng)操作確定三維圓球體和三維面部輪廓的接觸面積，如圖4所示，在此，可以設(shè)定一個(gè)門限值thre1(threshold，門限)，根據(jù)接觸面積確定非接觸面積，當(dāng)三維圓球體的接觸面積和非接觸面積的差值小于thre1時(shí)，則確定經(jīng)過滾動(dòng)操作三維圓球體所在的位置(三維面部輪廓和三維圓球體的接觸位置)為凸出部位。

在本發(fā)明實(shí)施例中，一種可選方案包括：圓形檢測(cè)法檢測(cè)三維面部輪廓的凸起部位，設(shè)定圓形的周長為180個(gè)單位，依次將圓形在三維面部輪廓上滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓形和三維面部輪廓接觸部分的圓形周長L1，再確定非接觸部分圓形的周長L2，設(shè)定一個(gè)門限值thre1’，當(dāng)L1和L2的差值小于thre1’時(shí)，則確定經(jīng)過滾動(dòng)操作圓形所在的位置(三維面部輪廓和圓形的接觸位置)為凸出部位。

步驟218、將凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配。

在實(shí)際處理中，用戶面部的凸起部位包括多個(gè)，如鼻子、下巴等，因此需要進(jìn)一步確定哪個(gè)凸起部位屬于鼻尖結(jié)構(gòu)。

對(duì)檢測(cè)確定的多個(gè)凸起部位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并以統(tǒng)計(jì)直方圖的形式進(jìn)行表示，從統(tǒng)計(jì)直方圖中確定最優(yōu)的一個(gè)或多個(gè)凸起部位(最優(yōu)的凸起部位不一定是鼻尖結(jié)構(gòu))。

將一個(gè)或多個(gè)凸起部位與幾個(gè)模型進(jìn)行匹配，其中，集合模型包括但不限于鼻部三角模型，匹配步驟具體包括：

如圖5所示，D為候選鼻尖位置，沿著輪廓線向兩頭搜索，找出最大的凸包。如DEF段再往上到G點(diǎn)不是凸包點(diǎn)，DCB再往下到A點(diǎn)不是凸起點(diǎn)。因此，截取輪廓線BCDEF進(jìn)行分析。

步驟220、將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)。

步驟222、基于鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。

通常整個(gè)鼻子輪廓近似為三角形，因此對(duì)截取的輪廓線進(jìn)行三角形擬合。輪廓線DEF和DCB分別擬合為線段DF和DB，第三邊為BF，三角形的高為h。設(shè)多邊形BCDEFB的面積為A_p，三角形BDF的面積為A_t，則三角形擬合度S定義為：

S＝2-A_p/A_t

顯然，S越大說明多邊形越接近于三角形。

鼻尖結(jié)構(gòu)的幾何形狀特征還應(yīng)滿足如下三個(gè)條件：

其一、鼻梁長度大于鼻尖到鼻底的長度，即DF/DB＞thre2，其中，門限thre2大于1。

其二、鼻梁DF長度不會(huì)太長也不會(huì)太短，屬于區(qū)間[thre3,thre4]。

其三、鼻子的高度h＞thre5。

滿足上述三個(gè)條件，且三角形擬合度S值最高的候選鼻尖點(diǎn)認(rèn)為是真正的鼻尖點(diǎn)。

因此，將D點(diǎn)作為鼻尖的位置。

本發(fā)明實(shí)施例通過構(gòu)建體素空間，在體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素，以三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，得到面部的三維布局結(jié)構(gòu)，基于霍夫森林模型從三維布局中估計(jì)鼻尖的位置，以鼻尖的位置為中心對(duì)三維布局進(jìn)行剖面截取，得到面部的左剖面和右剖面，將左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，獲得完整的三維面部輪廓，將三維圓球體置于三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在三維面部輪廓上的接觸面積，依據(jù)接觸面積確定圓形的非接觸面積，通過接觸面積和非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位，將凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配，將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)，基于鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。先通過霍夫森林模型估計(jì)鼻尖位置，再通過三維圓球體滾動(dòng)檢測(cè)面部輪廓的凸起部位，最后通過鼻部三維模型確定屬于鼻尖結(jié)構(gòu)的凸起部位以及鼻尖的具體位置；經(jīng)過估計(jì)和二次檢測(cè)能準(zhǔn)確地確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖位置。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明實(shí)施例具體實(shí)施方式的上述方法中，各步驟的序號(hào)大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，各步驟的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例具體實(shí)施方式的實(shí)施過程構(gòu)成任何限定。

實(shí)施例三

參照?qǐng)D6，示出了本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種鼻尖定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)施例的鼻尖定位裝置具體可以包括如下模塊：

分割模塊602，用于對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素。

估計(jì)模塊604，用于根據(jù)從所述三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置。

第一確定模塊606，用于根據(jù)所述鼻尖位置和所述三維超體素的信息，確定與所述三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓。

第二確定模塊608，用于對(duì)所述三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述三維面部輪廓的凸起部位。

第三確定模塊610，用于對(duì)所述凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。

本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)三維面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)三維超體素，根據(jù)從三維面部圖像數(shù)據(jù)中獲取的三維超體素的信息，估計(jì)鼻尖位置，根據(jù)鼻尖位置和三維超體素的信息，確定與三維面部圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的三維面部輪廓，對(duì)三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定三維面部輪廓的凸起部位，對(duì)凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。本發(fā)明實(shí)施例先通過估計(jì)的方式粗略估計(jì)出鼻尖位置，再以鼻尖位置為中心進(jìn)行面部截取，獲取用戶整個(gè)面部的輪廓，基于得到的面部輪廓檢測(cè)確定用戶的凸起部位，再經(jīng)過二次檢測(cè)確定出用戶的鼻尖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而基于鼻尖結(jié)構(gòu)可以精確地確定出鼻尖的位置信息。

實(shí)施例四

參照?qǐng)D7，示出了本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種鼻尖定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖，本實(shí)施例的鼻尖定位裝置具體可以包括如下模塊：

分割模塊602，用于構(gòu)建體素空間，在所述體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素。

估計(jì)模塊604，用于以所述三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，得到面部的三維布局結(jié)構(gòu)；基于霍夫森林模型從所述三維布局中估計(jì)鼻尖的位置。

第一確定模塊606，用于以鼻尖的位置為中心對(duì)所述三維布局進(jìn)行剖面截取，得到面部的左剖面和右剖面；將所述左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，獲得完整的三維面部輪廓。

第二確定模塊608，用于對(duì)所述三維面部輪廓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述三維面部輪廓的凸起部位。

作為改進(jìn)，第二確定模608塊包括：第一面積確定子模塊6082，用于將三維圓球體置于所述三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在所述三維面部輪廓上的接觸面積；第二面積確定子模塊6084，用于依據(jù)所述接觸面積確定所述圓形的非接觸面積；判斷子模塊6086，用于通過所述接觸面積和所述非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位。

第三確定模塊610，用于對(duì)所述凸起部位進(jìn)行檢測(cè)，確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖的位置。作為改進(jìn)，第三確定模塊610包括：匹配子模塊6102，用于將所述凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配；結(jié)構(gòu)確定子模塊6104，用于將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)；位置確定子模塊6106，用于基于所述鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。

本發(fā)明實(shí)施例的鼻尖定位裝置通過構(gòu)建體素空間，在體素空間中對(duì)三維人體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過分割處理，得到多個(gè)面部圖像的三維超體素，以三維超體素為基本單位在體素空間中構(gòu)建鄰接關(guān)系，得到面部的三維布局結(jié)構(gòu)，基于霍夫森林模型從三維布局中估計(jì)鼻尖的位置，以鼻尖的位置為中心對(duì)三維布局進(jìn)行剖面截取，得到面部的左剖面和右剖面，將左剖面和右剖面投影到三維坐標(biāo)系中，獲得完整的三維面部輪廓，將三維圓球體置于三維面部輪廓上進(jìn)行滾動(dòng)操作，確定每次滾動(dòng)操作圓球體在三維面部輪廓上的接觸面積，依據(jù)接觸面積確定圓形的非接觸面積，通過接觸面積和非接觸面積的關(guān)系確定當(dāng)前位置是否屬于凸起部位，將凸起部位與鼻部三角模型進(jìn)行匹配，將匹配度最優(yōu)的凸起部位確定為鼻尖結(jié)構(gòu)，基于鼻尖結(jié)構(gòu)和三角模型確定鼻尖的位置。先通過霍夫森林模型估計(jì)鼻尖位置，再通過三維圓球體滾動(dòng)檢測(cè)面部輪廓的凸起部位，最后通過鼻部三維模型確定屬于鼻尖結(jié)構(gòu)的凸起部位以及鼻尖的具體位置；經(jīng)過估計(jì)和二次檢測(cè)能準(zhǔn)確地確定鼻尖結(jié)構(gòu)和鼻尖位置。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明實(shí)施例的范圍。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明實(shí)施例，而并非對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明實(shí)施例的范疇，本發(fā)明實(shí)施例的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。