基于透视投影下空间光照一致性分析的图像拼接篡改检测

将一个人的头像剪切并拼接到另一张照片中,是一种常见的图像篡改手段.如果将该合成照片用于敲诈勒索,会对社会带来严重危害.因此,用来检测图像篡改的图像取证技术具有重大意义.由于不同照片成像环境不同,拼接时很难做到不同人脸的光照绝对一致,因此可以通过光照是否一致检测篡改.以往光照估计方法基于平行投影的假设,利用照片投影光照进行光照一致性分析.实际上,相机针孔模型是透视投影,从而导致上述检测方法出现误差.针对这一问题,本文提出一种透视投影下物体空间光照估计算法,将各人脸姿态统一到相机坐标系下,估计各人脸相对于相机坐标系的空间光照,然后分析空间光照一致性.另外,根据人脸空间光照一致性约束可以优化出相机参数,并得到该参数下的等效焦距、人脸空间位置及重新透视投影的图像等空间信息.本文将空间光照的一致性和上述空间信息的合理性作为依据,对人脸图像进行拼接篡改检测.实验结果表明,相比于传统方法基于平行投影光照进行光照一致性分析,采用本文提出的方法得到的空间光照进行光照一致性分析具有更高的准确度,结合相关信息进行照片空间合理性分析的篡改检测方法具有更强的说服力.

基于光照线性子空间的人脸图像识别研究

以前的研究已经证明,在变化光照条件,甚至多个光源和阴影存在的情况下,对象(尤其是人脸)所形成的图像能够被低维线性子空间有效地表示。Lee证明了存在9个光源方向的统一配置,任一对象在这些统一配置光照方向下的9幅图像所组成的线性子空间,能够很好地表示该对象所有光照情况,并且达到了很好的识别性能。但它要求每一对象在统一配置光照方向下的9幅图像作为训练集,这一要求限制了它在实际中的应用。此外,商图像方法中简单的三维点光源模型无法很好地近似任意光照情况,因此,提出一种基于九维线性子空间的改进的商图像方法,并利用改进后的商图像方法合成对象在统一配置光源方向下的9幅图像,克服了Lee所提方法的不足。该文方法较好地满足了商图像方法的理论前提,从而达到了较好的图像合成和人脸识别性能。

光照变化条件下的人脸识别研究

本文提出了两种研究光照变化条件下人脸识别的方法。第1种方法是光照子空间方法,它适用于训练集中存在与测试人脸图像相同或者相似光照的人脸训练图像。当这个条件不满足时,可利用径向基函数网络产生虚拟光照条件下的人脸图像样本或图像特征加入训练集,该方法适用于更一般的情况。实验结果证明文中提出的方法可以有效提高识别率。

可变光照条件下的人脸图像识别

对于人脸图像识别中光照变化的影响,传统的解决方法是对待识别图像进行光照补偿,先使它成为标准光照条件下的图像,然后和模板图像匹配来进行识别。为了提高在光照条件大范围变化时,人脸图像的识别率,提出了一种新的可变光照条件下的人脸图像识别方法。该方法首先利用在9个基本光照方向下分别获得的9幅图像来构成人脸光照特征空间,再通过这个光照特征空间,将图像库中的人脸图像变换成与待识别图像具有相同光照条件的图像,并将其作为模板图像;然后利用特征脸方法进行识别。实验结果表明,这种方法不仅能够有效地解决人脸识别中由于光照变化影响所造成的识别率下降的问题,而且对于光照条件大范围变化的情况,也可以得到比较高的正确识别率。

单幅RGB-D图像本征图像交互分解算法

为使分解结果可保留光照的空间变化性,获取较为准确的本征图像分解结果,提出一种单幅RGB-D图像本征图像交互分解算法.首先提出了一个包含远距离光照项、近距离光照项和材质项3个本征属性部分的本征图像模型,以模拟光照的空间变化性;之后利用球面调和函数估计场景远距离光源分布,为提高分解的准确性,将恢复的光照分布作为先验约束,设计能量函数求解远距离光照项;最后通过用户交互指定部分材质相同但光照条件不同的像素,并设计算法将用户交互约束传递至全图,从而实现对于场景材质图像及近距离光照图像的求解.实验结果证明,该算法是有效的.

改进的多特征融合人行道检测算法

道路检测相关研究多基于KITTI等车道公开数据集展开,由于车道与人行道存在颜色、材质和周围环境等差异,准确地检测出人行道区域成为一个需要解决的问题。本文将应用场景设置为室外人行道,提出了一种改进的基于多特征融合的人行道检测算法。首先使用SLIC超像素算法获取超像素图以减少噪声干扰和后续训练维度;然后计算各超像素块特征,利用新的Gabor滤波器纹理提取方法降低时间复杂度,并加入基于主成分分析(PCA)的光照不变空间特征和三维的深度梯度特征提高检测准确度,选用Adaboost分类器对融合的特征向量进行训练并预测人行道区域;最后采用马尔可夫随机场对分割结果进行优化。本方法是通用的,不依赖于道路外观和结构的先验,在创建的人行道数据集上进行实验,证明了该算法的有效性。