第
３３
卷第
６
期
２０１５
年
１２
月
泉州师范学院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ
Ｑｕａｎｚｈｏｕ
Ｎｏｒｍａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．２０１５
头部姿态估计技术研究综述
陈书明
１
，
陈美玲
２
（
１．
龙岩学院 信息工程学院
，
福建 龙岩
３６４０１２
；
２．
龙岩学院 信息网络中心
，
福建 龙岩
３６４０１２
）
摘
要
：
视频头部姿态实时估计研究缺乏系统
、
详尽的综述性成果
，
文章针对当前国内外此方面的研究情
况
，
首先介绍头部姿态估计的基本问题及主流方法
，
然后对每种方法进行性能的比较
，
围绕视频头部姿态实时
估计方法展开分析
，
并对头部姿态的三维图像深度进行系统的分析及阐述
．
关键词
：
头部姿态估计
；
计算机视觉
；
实时估计
收稿日期
：
２０１５
－
０９
－
０２
作者简介
：
陈书明
（
１９８２－
），
男
，
福建龙岩人
，
助教
，
硕士
，
主要从事人工智能及模式识别研究
．
中图分类号
：
ＴＰ３９１．４
文献标识码
：
Ａ
文章编号
：
１００９
－
８２２４
（
２０１５
）
０６
－
００７８
－
０８
近些年来
，
头部姿态估计作为动机检测
［
１
］
、
人脸识别
［
２
］
研究中的一项关键技术
，
已经成为计算机视
觉领域一大研究热点
，
引起越来越多科研工作者的关注
．
其中
，
在人脸识别领域中最具指导意义的
ＦＥ
－
ＲＥＴ
和
ＦＲＶＴ２００２
测试报告
［
３
］
中指出
：
许多人脸识别系统对于正面的人脸图像能够表现出很好的识
别性能
，
但是对于越来越多的人脸姿态角度
，
它的识别准确率会严重下降
．
解决头部姿态估计问题是提
高人脸识别系统性能的一个重要的途径
．
头部姿态不仅可以反映人的思维意识
，
还可以反映人脸朝向和
眼睛的注视方向
．
因此
，
头部姿态估计也是人际交互及心理意识理解领域中的一个重要组成部分
．
近些年来
，
虽然越来越多的学者研究头部姿态估计这一课题
，
但系统综述文献却不多
．
国外
，
Ｍｕｒ
－
ｐ
ｈ
ｙ
－
Ｃｈｕｔｏｒｉａｎ
等人
［
４
］
于
２００９
年发表第一篇头部姿态估计综述论文
，
该论文虽详细阐述了
２００９
年以前
的头部姿态估计方法及研究状况
，
但基本都是基于静态头部姿态数据库方面的研究
，
没有详细地阐述视
频头部姿态实时估计方面知识
，
也缺少对三维图像头部姿态估计方法的总结
．
国内
，
唐云 祁等 人
［
５
］
于
２０１４
年发表一篇关于头部姿态研究综述论文
，
在视频实时头部姿态估计方面也未曾介绍
．
本文参考国
内外此方面研究近况
，
针对上述问题进行总结及阐述
．
１
头部姿态估计
１．１
头部姿态的表示
图
１
人的头部姿态图
像及三个偏转方向
Ｆｉ
ｇ
．１
Ｈｕｍａｎ
ｈｅａｄ
ｐ
ｏｓｅ
ｉｍａ
ｇ
ｅ
ａｎｄ
ｔｈｒｅｅ
ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
在计算机视觉中
，
头部姿态是某一时刻头部的特写
，
也是人的头部相
对某个坐标轴偏转程度的某一状态
．
因而
，
头部姿态估计是从数字图像或
视频图像中推断出人的头部偏转角度的过程
．
一般地
，
从姿态估计精度上
看
，
可以把头部姿态估计方式分为两大类
：
粗估计方式和细估计方式
．
在粗估计方式上
，
头部姿态估计是粗糙地估计出人的头部偏转方向的
过程
，
比如头部向左偏转或向上偏转等
．
在细估计方式上
，
头部姿态估计是在三维空间上对头部偏转的精确度
量
，
也就是头部相对于某一坐标平面的偏转角度的推断过程
．
理想情况下
，
在三个坐标轴中
，
头部姿态记为
：
围绕于
Ｘ
轴
（
Ｐｉｔｃｈ
方向
）
头部姿态范围
为
－９０°
～
９０°
，
围绕
Ｙ
轴
（
Ｒｏｌｌ
方向
）
头部姿态范围为
－９０°
～
９０°
、
围绕
Ｚ
轴
（
Ｙａｗ
方向
）
头部姿态范围为
－９０°
～
９０°
，
具体如图
１
所示
．
但事实上
，
成
年人头部偏转范围是有限的
，
头部围绕于
Ｘ
轴头部姿态范围为
－６０．４°
～
DOI:10.16125/j.cnki.1009-8224.2015.06.015
weixin_36621501
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