基于谷算子的人眼特征点检测方法(1.广东省机电职业技术学院基础部，广东广州510515；2.香港浸会大学计算机系，中国香港)摘要：考虑带姿势旋转的人脸的特征点检测问题，提出了一种基于谷算子得到眼睛的候选区域，用Gabor滤波和方差投影构造模糊模板检测出眼睛的位置，并利用二值图像数学形态学与投影的方法得到有姿势旋转的人脸特征点检测的算法。该算法利用软数学形态学构造了一种新的谷算子，用一种新的局域区域取二值化的方法对图像进行二值分割，提出了通过谷算子运算得到人脸谷极点的方法，减少了一些不稳定点的影响。实验表明，该算法具有很高的精度和很强的鲁棒性。??关键词：方差投影；模糊模板；Gabor滤波；谷算子??中图法分类号：O29；TN911.73文献标识码：A：10013695(2006)08-0180-03DetectingHumanEyes’CharacterPointsBasedonNovelValleyOperatorYINFangping??1,RUANBangzhi??2(1.Dept.ofFoundation,GuangdongVocationalCollegeofMechanicalElectricalTechnology,GuangzhouGuangdong510515,China;2.Dept.ofComputerScience,HongKongBaptistUniversity,Hongkong,China)Abstract:Thispaperconsiderdetectingeyescharacterpointswithdifferentposes.Inthisalgorithm,wefirstlyconstructanewvalleyoperatortoobtainthecandidatesofeyes,andanovelalgorithmtogetbinaryimageisalsodefined.Thentheeyepositioncanbedetectedbymatchingthefuzzytemplateconstructedbycombinethegaborfilterandvariancefilter,andwecanobtainthe12characterpointsbybinarymorphologyandthemethodofprojectionfinally.Weputforwardanovelvalleyoperatorbasedonsoftmathematicalmorphology,itcanreducetheinfluenceofunstabilizationpoints.Experimentalresultsdemonstratethehighefficiencyofthealgorithminruntimeandcorrectlocalizationrate.??Keywords:VarianceProjection;FuzzyTemplate;GaborWavelet;ValleyOperator?お?1引言??近年来，人脸识别的研究已经成为生物识别和人工智能领域的一个研究热点，在公安、人工智能、交通流量控制、ATM识别认证等方面均有实用价值。人脸特征点及特征部位的检测是提高人脸识别性能的关键，所以在人脸识别系统方法中，特征点的检测是一个重要的工作。而在这项工作中，由于对于多数人而言，眼睛的位置以及两眼间的距离相对于人脸而言是一个相关常数，所以在人脸标准化和人脸特征点检测的过程中，眼睛的检测扮演着最重要的角色。现有的眼睛定位的方法如下：①整体的方法。Lin和Wu[1]使用一个特征点的模板，计算每个点的花费值，然后取最大值的点作为特征点。ZhiWeiZhu[2]采用支持向量机的方法来检测眼睛。而这两种方法的计算量都比较大。②局部的方法。顾华[3]提出一种基于人类视觉特性原理，利用人脸的几何特征，提取人脸特征点方法。该方法不受图像大小约束，对表情和光照不敏感，但处理大角度旋转人脸有一定局限。R.Thilakkumar[4]采用先验知识的方法，这也是有一定的局限性。③整体与局部相结合的方法。Feng和Yuen[5]先提出了一种利用方差投影函数定位眼睛的简单方法，后又提出一种多线索定位眼睛的方法[6]。??现有的眼睛定位方法大多未考虑姿势旋转的问题，对于带姿势旋转的眼睛的寻找错误率通常较高。本文在JHLai[7]提出的非均匀光照下人脸检测方法的基础上，改进了Feng[6]的方法，提出了一种基于谷算子得到眼睛候选区域，用Gabor滤波和方差投影构造模糊模板检测出眼睛的位置，并利用二值图像数学形态学与投影的方法得到有姿势旋转的人脸特征点检测的算法。??2谷极点提取方法??“谷”是指平面图像中亮度值与周围像点相比相对较暗的像点地集合。观察普通人脸部的图像都不难发现，眼睛、眉毛、鼻孔和嘴巴这些脸部特征部位都是相对较暗的区域。眼睛是面部最显著的特征点，稳定地处于面部灰度曲面中的谷位置。人脸肤色区域中的谷极点可以用“亮度比较”的方法获得，相互连通的谷点构成一个谷区域。在此我们利用软数学形态学进行图像扩展的方法。??2.1基本数学形态学操作??（1）膨胀操作。设f(x,y)是输入图像，b(x,y)是结构元素，b(x,y)本身是一个子图像函...