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基于PCA的人脸识别技术的研究.pdf

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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 。 飞 ,
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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,︶ , …… …… …… 口勺飞口︸勺︵风︶科︶,︷ …… …… …… …… ····························…… · ·········…… ︸门乙 不 叫日口
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 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… ……, … …… …… …… …… …… …… …… …… …… 价
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
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