آشکارسازی و ردیابی خودکار چهره انسان با استفاده از طبقه بندهای آبشاری و مش های شکل پذیر

در این مقاله یک روش جدید به منظور آشکارسازی و ردیابی خودکار چهره انسان در ویدئو پیشنهاد گردیده است. روش پیشنهادی از دو بخش تشکیل شده است: بخش آشکارساز چهره که به یک بخش دیگر به نام ردیاب چهره متصل شده است. در بخش آشکارسازی چهره، ناحیۀ چهره در تک تصویر اولیه با استفاده از طبقه بندهای آبشاری بهبود یافتۀ adaboost و توسط یک بیضی متناسب با زاویه چرخش سر تخمین زده شده است. بخش آشکارساز چهره قادر به در نظر گرفتن چرخش دو بُعدی سر می باشد. در تک تصاویر ویدئویی بعدی، الگوریتم در حالت ردیابی چهره قرار می گیرد. در بخش ردیابی چهره از ترکیب روش های کمینه سازی انرژی در مش های شکل پذیر و روش تطبیق ویژگی بهره گرفته شده است. برای ردیابی چهره، ابتدا ویژگی های ناحیۀ چهره انتخاب می گردند؛ سپس به کمک این ویژگی ها سطح تصویر با استفاده از مش های مثلثی بدون ساختار مش بندی می گردد. در مرحله بعد برای ردیابی مش بر روی چهره، مجموعه ای از انرژی های جدید داخلی و خارجی تعریف شده اند که قادرند حرکات صُلب و غیر صُلب مش را به طور دقیق ردیابی نمایند. الگوریتم پیشنهادی بر روی چندین نمونه ویدئویی در محیط های داخلی ساختمان با شرایط مختلف مانند پس زمینۀ شلوغ، تغییر جزئی نور محیط، استفاده از عینک، چرخش دو بُعدی و سه بُعدی سر مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج عملی نشان می دهند که روش پیشنهادی نسبت به چرخش سر غیر حساس است و دارای دقت و پایداری بالایی در آشکارسازی و ردیابی ناحیۀ چهرۀ انسان می باشد.