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Research on a Systematic Analysis Method on Individual Identification and Facial Expression Analysis Using Three-dimensional Facial Images

利用三维人脸图像进行个体识别和面部表情分析的系统分析方法研究

基本信息

批准号：
16500103
负责人：
YONEDA Masaaki
金额：
$ 1.98万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

In this research, we define a face plane to a three-dimensional data set of a facial surface and propose a method to capture as two-dimensional data effectively a change of facial expression by using the face plane. We think that such data obtained from a three-dimensional face data set by mapping the three-dimensional face data to a plane located uniquely and stably is more useful for facial expression analysis than the raw three-dimensional face data. The face plane defined in this research is solved uniquely and stably from a three-dimensional face data set and is located at the position in a head where normal lines to a face surface are focused. First, we give two definitions of the face plane and present a derivation method for each definition. Second, we propose a facial expression differential map which visualizes a facial expression change from a normal face to a smiling or wry face as analyzing method for facial expression. Finally, by a recognition experiment of facial expression, we demonstrate the effectiveness of the face plane and the facial expression differential map for facial expression analysis.Furthermore, by using the face plane we propose a new method that corrects inclinations of a facial attitude in a three-dimensional facial image. Such a method is very important as pre-processing in facial expression analysis or individual identification. Our method does not need to recognize facial parts such as eyes, a nose or a mouth in advance. In the experiment on correcting inclinations of a facial attitude, we compare the proposed coordinate system with an ordinary coordinate system obtained by using facial parts, and it is shown that our coordinate system is more effective than the ordinary coordinate system. In the experiment on recognizing a facial expression change, it is shown that our coordinate system is more effective too as pre-processing of a facial expression recognition system than the camera coordinate system.

在这项研究中，我们定义了一个面部平面的三维数据集的面部表面，并提出了一种方法来捕捉二维数据有效地通过使用面部平面的面部表情的变化。我们认为，通过将三维人脸数据映射到唯一且稳定地定位的平面而从三维人脸数据集获得的这种数据比原始三维人脸数据对于面部表情分析更有用。在这项研究中定义的面部平面是唯一的，稳定地解决从三维人脸数据集，并位于在头部的法线到面部表面的焦点的位置。首先给出了面平面的两种定义，并给出了每种定义的推导方法。其次，我们提出了一个面部表情差分地图，可视化的面部表情变化，从一个正常的脸，微笑或苦笑的脸作为面部表情的分析方法。最后，通过人脸表情识别实验，验证了人脸平面和表情差分图在表情分析中的有效性，并提出了一种利用人脸平面校正三维人脸图像中人脸姿态倾斜的新方法。这种方法在面部表情分析或个体识别中作为预处理是非常重要的。我们的方法不需要预先识别眼睛、鼻子或嘴巴等面部部位。在校正面部姿态倾斜的实验中，我们将所提出的坐标系统与通过使用面部部件获得的普通坐标系统进行了比较，并且表明我们的坐标系统比普通坐标系统更有效。在识别面部表情变化的实验中，表明我们的坐标系作为面部表情识别系统的预处理也比相机坐标系更有效。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

表情差分マップを用いた表情認識

使用面部表情差异图进行面部表情识别

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
第3回情報科学技術フォーラム講演論文集 I-068
影响因子：
0
作者：
根岸秀行;長谷博行;米田政明;他
通讯作者：
他

顔表面からの法線と顔平面との交点分布を用いた表情分類

使用面部表面法线与面部平面之间的交集分布进行面部表情分类

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
平成17年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集
影响因子：
0
作者：
大嶌優季;米田政明;酒井充;丸山博;根岸秀行;長谷博行
通讯作者：
長谷博行

INCLINATION NORMALIZATION OF A THREE-DIMENSIONAL FACIAL IMAGE

三维面部图像的倾斜标准化

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proceedings of the 7^<th> Conference on Optical-3D Measurement Techniques 1
影响因子：
0
作者：
Manabu Kinugasa;Hideyuki Negishi;Hiroyuki Hase;Masaaki Yoneda;Mitsuru Sakai
通讯作者：
Mitsuru Sakai

Facial Expression Analysis Using a Face Plane (in Japanese)

使用面部平面进行面部表情分析（日语）

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
The Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan Vol.34, No.1
影响因子：
0
作者：
Hideyuki NEGISHI;Hiroyuki HASE;Masaaki YONEDA;Mitsuru SAKAI;Syougo TOKAI
通讯作者：
Syougo TOKAI

New Facial Coordinate System Using a Face Plane

使用面部平面的新面部坐标系