武腾理声大穿
申请工学硕士学位论文
基于
的人脸识别技术的研 究
培养单位 计算机科学与技术学院
学科专业 计算机应用技术
研 究 生 齐兴敏
指导老师 尹朝庆 教授
年 月
分类号
学校代码
病搏箱声大亨
学
位
论
文
题
目
基 于
的人脸 识别技 术的研 究
英文题 目
研究生姓名
齐 兴 敏
指导教师 姓名 里遗笙逸一职称一坐封良一学位 亚 土一
单位名称 计算机学院 邮编
申请学位级别 硕士 学科专业名称 计算机应用技术
论文提交 日期
年 月 论文答辩 日期
年 月
学位授予单位 武汉理工大学 学位授予 日期 们
答辩委员会主席作行 评阅人 徐铆
户
年 月
武汉理工大学硕士学位论文
摘 任石
弓七
人脸识 别是 生物 特征识 别 中一个 活跃 的研 究领域 , 智 能人脸识别 软件技术
对新 时期的反恐 和综合 安全等具有重大 意义 。人脸识 别系统 以人 的脸像 作为识
别身份 的媒介 , 采用计算 机视觉和 图像 处理 技术 , 抓 住人脸 的轮廓特 征和局部
细节特 征 , 研 究匹配和 识别方法 。 目前 己经 在身份 鉴别和权 限控制等 方面得 到
了广泛 的应用 , 是计算 机科学 与技 术和模 式识别领 域 中非 常活跃 的研 究课题 。
人脸 识别方法 主要分两 类 基 于整 体特征 的方法和 基于特 征分析 的方 法 。本文
采用基 于整体的特征脸方法
的人脸 识
别方法 为重点进行 了分析 比较研 究和 实现的关键技术研究 。 主要 的工作如下
, 并 以人 脸识别为 目标 , 以基 于
介绍人脸识别 的研究 背景 、 意义 , 比较分析 当前 常用的人脸识别技术 ,
以及存在 的主要 困难 。
人脸识别 的关键 问题 是人脸 的检测和人脸特 征的提取 , 所 以本文利用人
脸 的肤 色信息 , 实现 了人脸 的检测 与定位 。 采用基 于肤色模 型 的方法 , 先检测
出人脸 的一个大 致区域 , 再进行 眼睛 、 嘴 巴等 的定位 , 最 后得到人脸 的精确位
置 。系统测试过 程 中发现 , 基 于肤 色模型 的人脸检 测对 正面人脸 的检 测效果较
好 , 而对 多尺度检测 的能力较弱 并且对 光线 的变化敏感 。
人脸 识别方法 的原理 , 并对
到的特 征值选择和距离准 则问题进行 了研究 , 实现 了基于
在 应用 过程中遇
算法 的人脸识别 。
方法 的显著特 点就 是利 用低维特 征 向量来表 示原始样本信息 , 但是这样产生
方法在特征值提取 的计算 量和时 间上 的花 费都很大 , 所
也进行 了研 究 , 并通过 实验 比较 了二者的
比较深入 的分析 了
中遇到的小样本 问题 , 本文介 绍了常用 的一种解决方法 一
准则 的线性 辨别分析方法 , 针对该类方法 在人脸识别
。该方法先用
线性辨 别分析方法分类 , 最后 实
方法对特征 空间进行 降维 , 再利用
现人脸 的识别 。在此基础 上提 出了基于
人脸识别方法 , 并
准 则的
通过 实验 证 明 , 该方法 是可行 的 , 不仅提 高 了特 征提取 的速 度 , 而 且识别率 也
比单独 的
关键词 图像处理 , 人脸检测 , 人脸识别 , 以
方法 高 。
方法和
的结果就是 , 使 得
以本文对
性 能 ,
研 究了基于
的一种 改进方法
识别时 间更短 , 识别率更 高 。
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武汉 理工 大 学硕 士 学位 论 文
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今
武 汉 理 工大 学硕 士 学位 论 文
目 录
第 章 绪论
人脸识 别研 究的 目的和意义
国内外人脸 识别方法及 比较研 究
基 于几何特征 的人脸识 别方法
基 于模板 匹配 的人脸识 别方法
特 征脸 方法
隐马尔科 夫模型 的人脸 识别方法
人 工神经 网络方法
弹 性图匹配方法
人脸识 别研 究的 内容及难 点
本文 的研 究 内容和结构
第 章 人脸 图像预处理 技术
数字图像文件 常用 的格 式
……`
灰度变 换
二值化
图像的膨胀和腐蚀
图像的分割 ……
直 方 图阂值法
最佳闭值法 …
第 章基 于肤 色模 型 的人脸检测 与定位 的实现
国 内外主要 的人脸检测 方法
基于肤色特征 的方法 …
基于启发式模 型的方法
基于统计模 型的方法
人脸肤色建模
色彩空 间
图片的光线补偿
人脸肤色 模型
人脸 区域 的检 测
人脸 的检测 ……
人 眼的定位
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
︵找,︶
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……
……
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……
……
……
……
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武 汉理 工 大 学硕 士学 位 论文
嘴 巴的定位
人脸 的定位
第 章 基于
的人脸识别的实现
变换 的基本原理
最近邻分 类器
基 于
的人脸识 别
特 征脸空 间的构造
训练样本 的特 征提 取
基于特征脸 的人脸 识别
基于
的人脸 识别
的基 本思想
基于
的人脸特征提取
分类器 ……,
基 于
的图像重构
……,
实验结 果及 分析
实验 设计与实验结果
与
的比较
……
第 章 基 于线性辨 别分析 的人脸识别算法
准则 的线性辨 别分析原理
常见 的
线性 辨别分析方法
基于
基于
与
线性辨别 的人脸 识别
与
线性辨别 的人脸识 别
实验结果 与分析
第 章 人脸检 测识别系统 的总体 设计与实现
系统总体结构 图
系统各模块运行 界面
系统的测试结果分析
第 章 总结 与展望
总结
展望
参考 文献
致 谢
附录 攻读硕士期 间论 文发表情况
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武汉理工大学硕士学位论文
第 章 绪论
人脸 识别研 究 的 目的和意义
随着 科学技 术 的进 步和社会 的发展 , 对快速 、 有效辨 别人身 的需求越 来越
迫切 。传统 的人 身辨 别方法 主要是通过人 身标 识物 品和人 身标识知 识两种 方式
来实现 的 。 常见 的人 身标 示物 品有钥匙 、 证件 等各种标 识 , 人 身标 示 知识 有用
户名 、 密码等 。众所 周知 , 像 钥匙 、 证件 标 识等人 身标 识物 品很容 易丢 失或被
伪造 , 而标 识知识容 易遗 忘或记错 , 更为严 重 的是传 统身份识 别系统往往 无法
区分标识物 品真正 的拥有 者和取得标识物 品的 冒充者 , 一旦他人 获得标识物 品 ,
也可 以拥有 相 同的权力 。即便是将 两种方 式结合起 来使用 , 此类 问题 仍然会 出
现 , 比如 自动取 款机 虽然用到银行 卡和用 户密码 , 但还是有 卡里 的钱 被盗 的现
象 。所 以传统 的人身辨 别方法 已不能满足 社会 的需要 。而 生物特征 识别技 术为
人身辨别提供 了一个 很重要 的保障 。 它包括 身体特征和行 为特征两 个部分 。其
中身体特征包 括面 部特征 、 指纹 、 手 形 、 基 因 、 身体气 味等 。而人 脸就 是主要
的面部特征 , 与用 其他 身体特征鉴 别身份相 比 , 人脸 不容 易被遗 忘 、 丢失和盗
取 , 而 且人脸 图像 采集 具有非接触 性 、 非侵 犯性 、 非强制性特 点 , 容 易被人们
所接受 。
年 到
计算机人脸 识别技术是近 年才逐渐 发展起来 的 , 年代更成 为科研热点 。
年之 间 , 可检索 到的相关 文献就 多达数千 篇 。计算 机人脸
仅
识别 技术就是 利用 计算 机 分析人脸 图像 , 从 中提 取 出有效 的识别 信 息 , 用 来辨
认身份 的一 门技术 。人脸识 别技术应 用广泛 , 在 国家安全 、 军 事安全 和公共 安
全领域 , 智能 门禁 、 智 能视频监控 、 公安布 控 、 海 关身份验证 、 司机 驾照验证
等 是典型 的应用 。在 民事和经 济领 域 , 各类 银行 卡 、 金 融卡 、 信用 卡 、 储蓄 卡
的持卡人 的身 份验证 , 社会保 险人 的身份 验证 等具有重 要 的应用价 值 。在 家庭
娱乐等领域 , 人脸识 别也具有 一些有趣 有益 的应用 , 比如 能够 识别主 人身份 的
智 能玩 具 、 家政机器 人 , 具有真实面 像 的虚 拟游戏 玩家等等 。 虽然人 类 的人脸
识别 能力很强 , 能够记 住并辨别上千 个不 同的人 脸 , 但对 于计算机来 说则 困难
多了 。 主要表现 在 人脸表情丰 富 人脸 随年龄增长而变化 人脸所 成 图像受光