人脸识别技术及其在视频监控系统中的应用

论文摘要

人脸识别是近年来随着计算机技术、图象处理技术、模式识别技术等现代成果的快速进步而出现的一种崭新的生物特征识别技术。这项技术应用在城市安全防范中,大大提高了安全工作的实际效果。人脸识别和分析可以广泛地应用在个人身份识别、安检、人机交互、表情分析、唇读等应用中。计算机人脸检测作为人脸识别、人脸分析等应用的前期步骤和首要条件,很早就受到人们的关注。随着计算机应用的普及、性能的提高以及图象处理和模式识别领域的研究逐步成熟,人脸相关的应用越来越成为现实,因此对人脸检测定位的研究也正在受到越来越多的重视。脸部的检测定位是人脸分析技术的一个重要组成部分,其目标是在图象或图象序列中搜索人脸的特征(如眼、鼻、嘴、耳等)的位置,它可广泛应用于人脸跟踪、人脸识别、姿态识别、表情识别、头部图象压缩及重构、脸部动画等领域。本文首先介绍了人脸识别研究的发展历史,阐述了人脸识别研究方法的分类以及常用的人脸识别方法,并且提出人脸识别所面临的技术挑战以及研究趋势。然后详细介绍了我们研发的一个视频监控系统中人脸识别系统的总体设计和实现细节,实验结果表明,该系统能够正常运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景与研究意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文的组织结构
• 2 自动人脸识别技术的发展状况
• 2.1 人脸识别问题的研究范畴
• 2.2 人脸识别技术研究的发展过程
• 2.3 人脸识别技术的主要方法
• 2.4 自动人脸识别领域面临的问题与挑战
• 3 视频监控系统中人脸识别的总体设计
• 3.1 开发环境
• 3.2 人脸识别系统框架
• 3.3 系统预处理
• 3.3.1 光照补偿
• 3.3.2 人脸定位
• 3.3.3 角度校正
• 3.3.4 人脸特征的提取
• 4 图象预处理详细设计
• 4.1 图象采集实现技术
• 4.1.1 视频输入简介
• 4.1.2 视频应用软件开发接口技术
• 4.1.3 采集模块的实现算法
• 4.2 光照处理的实现技术
• 4.2.1 光照处理的基本算法
• 4.2.2 光照处理模块的类设计
• 4.2.3 光照处理模块的运行界面设计
• 4.3 人脸定位的实现技术
• 4.3.1 人脸定位的基本算法
• 4.3.2 人脸定位模块的类设计
• 4.3.2.1 肤色建模
• 4.3.2.2 基于数学形态学的二值操作:膨胀和腐蚀
• 4.3.3 人脸定位模块的运行界面设计
• 5 基于GABOR小波基的特征抽取方法
• 5.1 人脸特征定位
• 5.1.1 眼睛定位
• 5.1.2 提取局部脸
• 5.1.3 确定阈值
• 5.1.4 搜索
• 5.1.5 精确定位
• 5.2 GABOR小波基
• 5.3 GABOR基作特征抽取
• 5.4 GABOR特征矢量的降维以及判据分析
• 5.5 FISHERFACE方法
• 5.6 基于GABOR特征的分类规则
• 6 人脸识别方法详细设计
• 6.1 FISHER判定算法
• 6.2 分类器的设计
• 6.3 流程图
• 6.4 功能界面设计
• 7 展望与总结
• 致谢
• 参考文献