论文题目: 大规模用户的人脸识别门禁系统关键问题的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 测试计量技术及仪器
作者: 李粉兰
导师: 徐可欣
关键词: 人脸识别,支持向量机,变换,基于核函数直接判别式分析,遗传算法,光照锥,阴影恢复形状
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 自动人脸识别是一个典型的图像模式分析、理解与分类的问题,涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、智能人机交互、认知科学等多个学科,在公共安全、信息安全等领域具有潜在的应用前景。本文是针对开发一个鲁棒实用、用户规模庞大的人脸识别门禁系统所需要的核心技术和关键问题的解决方案而展开研究的,主要研究内容和创新点包括:1.研究了基于多个分类器级联的人脸检测方法和连续自适应MeanShift人脸跟踪技术,以实现系统中的实时人脸定位。为了对分割的人脸图像进行几何归一化,提出了一种基于支持向量机和Hough变换的眼睛自动定位算法。同现有方法相比,该方法无需设定参数,也无需建立模板,整个定位过程简单易行,对人脸在图像平面内的旋转、尺度及面部表情等变化也都具有一定的鲁棒性。从定位结果上来看,该方法的定位速度不仅较快,定位准确率也较高;2.研究了基于核函数直接判别式分析的人脸识别技术,以在一定程度上解决因光照、姿态等因素的适量变化产生的识别率下降的问题,并在该技术中首次采用了修正模型和分数次幂多项式核函数。通过在多姿态、多光照条件的人脸库上进行实验,结果表明该技术相对于现有其它的基于核函数的分析方法,具有更高的识别率,对上述因素变化具有更强的鲁棒性。通过在该技术中采用修正模型和分数次幂多项式核函数,进一步增强了该技术对上述因素变化的鲁棒性;3.为了降低基于Gabor变换的人脸局部特征的维数,提出了将模拟退火概念应用于传统遗传算法的混合遗传算法以用于最佳特征的选择。它不仅有效解决了传统遗传算法存在的“早熟”和优化停滞问题,而且相对于传统遗传算法具有更佳的优化性能和稳定性。为了与混合遗传算法形成对比,研究了基于余量的迭代搜索法和共轭梯度法。实验结果表明当采用共轭梯度法和混合遗传算法对特征进行选择时,尽管只选用了不到一半的特征,但识别率却分别提高了2.5%和6.25%,且在选用相同数目特征的情况下,混合遗传算法的识别率明显高于共轭梯度法的识别率,即通过特征选择不仅可以节省1倍以上的特征存储空间,而且识别率也可以得到一定程度上的提高;4.为了解决系统存在的光照问题,研究了光照锥方法和常用的图像处理光照补偿方法并进行了实验对比。实验结果表明相对于图像预处理方法,光照锥方法更能有效地消除图像中的光照变化对识别结果的影响。另外对如何选择用于构建锥体的训练图像进行了实验研究,结果表明选用光照方向变化适中的
论文目录:
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究意义
1.1.1 门禁系统概述
1.1.2 人脸作为生物特征识别方法的优势
1.2 人脸识别任务描述
1.3 人脸识别中各关键技术的研究现状和发展趋势
1.3.1 人脸检测的研究
1.3.2 人脸跟踪的研究
1.3.3 人脸识别的研究
1.4 国内外商用人脸识别门禁系统
1.5 国内外可用于研究的人脸数据库
1.6 大规模用户的人脸识别门禁系统
1.6.1 系统介绍
1.6.2 系统实现核心技术的应用要求
1.7 问题的提出及论文的主要研究内容
1.7.1 问题的提出
1.7.2 论文的主要研究内容
第二章 实时的人脸检测
2.1 引言
2.2 人脸检测
2.2.1 基于多个分类器级联的人脸检测方法
2.2.2 基于特征子空间的人脸检测方法
2.2.3 对比实验及结果分析
2.3 人脸跟踪
2.3.1 连续自适应MeanShift 跟踪技术
2.3.2 实验及结果分析
2.4 人脸图像几何归一化
2.4.1 眼睛的自动定位
2.4.2 实验及结果分析
2.4.3 图像几何归一化
2.5 本章小结
第三章 基于核函数直接判别式分析的人脸识别技术
3.1 引言
3.2 直接线性判别式分析的人脸识别技术
3.3 基于核函数直接判别式分析的人脸识别技术
3.4 修正模型和分数次幂多项式核函数的应用
3.5 对比实验及结果分析
3.5.1 基于核函数直接判别式分析与核主成分分析、核线性判别式分析的对比实验
3.5.2 修正模型的实验验证
3.5.3 分数次幂多项式核函数的实验验证
3.6 本章小结
第四章 基于 Gabor 小波变换的人脸局部特征的选择
4.1 引言
4.2 基于Gabor 小波变换的人脸局部特征提取
4.2.1 Gabor 小波变换概述
4.2.2 基于Gabor 小波变换的人脸局部特征描述
4.3 基于混合遗传算法的特征选择
4.4 基于余量共轭梯度法的特征选择
4.5 对比实验及结果分析
4.5.1 人脸数据库
4.5.2 人脸局部特征表述
4.5.3 混合遗传算法与传统遗传算法的对比实验
4.5.4 迭代搜索法与共轭梯度法的对比实验
4.5.5 混合遗传算法与共轭梯度法在特征选择问题上的对比实验
4.6 本章小结
第五章 人脸识别中光照问题的研究
5.1 引言
5.2 光照补偿算法研究
5.2.1 图像处理方法
5.2.2 光照锥方法
5.2.3 对比实验及结果分析
5.3 三维人脸识别技术
5.4 三维人脸重建
5.4.1 阴影恢复形状技术
5.4.2 对称阴影恢复形状技术
5.4.3 实验及结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要研究内容和结论
6.2 论文的创新点
6.3 后续工作的展望
参考文献
博士期间发表的论文
致 谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
- [1].基于形式概念分析的图像数据挖掘研究[D]. 秦昆.武汉大学2004
- [2].人脸识别理论关键技术的研究[D]. 何坤.四川大学2006
标签：人脸识别论文; 支持向量机论文; 变换论文; 基于核函数直接判别式分析论文; 遗传算法论文; 光照锥论文; 阴影恢复形状论文;