人臉識(shí)別系統(tǒng)的算法及實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、人臉識(shí)別是基于生物特征識(shí)別技術(shù)的身份認(rèn)證中最主要的方法之一,基于人臉識(shí)別的自動(dòng)身份認(rèn)證具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。但是目前高效的人臉自動(dòng)識(shí)別課題仍然是一難題,應(yīng)用程度上遠(yuǎn)不如指紋識(shí)別、簽名識(shí)別等,在實(shí)際應(yīng)用中仍有許多問(wèn)題有待解決。本文在研究了一種準(zhǔn)正面人臉識(shí)別方法的基礎(chǔ)上,利用Microsoft VC++6.0開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了一人臉認(rèn)證系統(tǒng)。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、復(fù)雜背景下人眼自動(dòng)定位與人臉圖像歸一化。
　

2、　包括人臉灰度圖像中人眼定位和人臉彩色圖像中人眼定位算法的研究。
　　本文研究了在具有復(fù)雜背景的人臉灰度圖像中基于人臉幾何特征和分割閾值遞增的人眼定位方法,無(wú)需先找出人臉的位置,即可在人臉灰度圖像中直接定位人眼。如果是彩色人臉圖像,可以進(jìn)一步利用彩色人臉圖像的人臉膚色特征將人臉與大部分背景區(qū)分開(kāi)來(lái),即首先確定出人臉的大概范圍,然后再進(jìn)行人眼定位,從而提高了人眼定位的準(zhǔn)確性和效率。
　　由于人臉器官位置具有一定的幾何比例關(guān)系,

3、可以利用定位到的雙眼的位置,對(duì)人臉圖像進(jìn)行幾何歸一化;由于環(huán)境光線的影響,人臉圖像可能在亮暗程度上不一致,因此還需要進(jìn)行光照歸一化,減輕光照條件的變化對(duì)識(shí)別的影響,經(jīng)過(guò)兩次歸一化最終得到“歸一化標(biāo)準(zhǔn)臉像”。
　　2、小波分解與積分投影法提取人臉特征。
　　人臉特征提取是人臉識(shí)別中重要的組成部分,其目標(biāo)是用最少的特征容量來(lái)表征人臉,同時(shí)要求提取的特征量最大程度地保持不同人臉的可區(qū)分能力。本文研究了歸一化的標(biāo)準(zhǔn)臉像經(jīng)過(guò)小波分解后

4、的人臉特征在各個(gè)子帶圖像中的表現(xiàn),以及低頻子帶圖像作為人臉識(shí)別特征的優(yōu)點(diǎn),研究了基于二層小波分解后低頻子帶圖像與其灰度積分投影相結(jié)合的人臉特征提取算法。
　　3、支持向量機(jī)分類器。
　　SVM是在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上提出的一種新的模式識(shí)別方法,在解決小樣本、非線性及高維模式識(shí)別問(wèn)題中表現(xiàn)出許多特有的優(yōu)勢(shì)。本文分析了支持向量機(jī)的基本原理以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,探討了初始活躍集的選取問(wèn)題。研究了基于活躍集迭代法的C3-SVM增量學(xué)習(xí)算

5、法,并在此基礎(chǔ)上研究了針對(duì)大規(guī)模分類問(wèn)題的C3-SVM批增量學(xué)習(xí)算法。
　　4、人臉識(shí)別(認(rèn)證)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
　　在上述的人眼定位與人臉圖像歸一化、小波分解與積分投影法提取人臉特征、支持向量機(jī)分類器三者結(jié)合的準(zhǔn)正面人臉認(rèn)證方法的基礎(chǔ)上,本文在WINDOWS環(huán)境下設(shè)計(jì)出了一人臉認(rèn)證系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如下:
　　使用Microsoft VC++6.0開(kāi)發(fā)工具,建立一個(gè)基于MFC的應(yīng)用程序。添加三個(gè)類:CEyeL

6、ocation、CFacial_Feature_Extraction、C3_SVM,分別進(jìn)行人眼定位、特征提取、支持向量機(jī)學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)。
　　設(shè)計(jì)一個(gè)人臉數(shù)據(jù)庫(kù),用于進(jìn)行用戶管理、人臉特征的存儲(chǔ)以及對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的存儲(chǔ)。人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的并不是原始的人臉圖像,而是對(duì)人臉圖像進(jìn)行特征提取后的特征向量。
　　為了使系統(tǒng)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的用戶認(rèn)證,要求系統(tǒng)不僅能夠從圖片文件中讀取數(shù)據(jù),也要能夠連接到CMOS攝像頭上,在視頻中捕獲單幀數(shù)據(jù)。<