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《中国科学技术大学》 2006年
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可变光照和可变姿态条件下的人脸图像识别研究

胡元奎  
【摘要】:自动人脸识别在公共安全、智能监控、数字身份认证、电子商务、多媒体和数字娱乐等领域具有巨大的应用价值,同时,人脸识别的研究涉及多个学科,具有重要的理论研究价值,受到各国政府、科研单位以及军事、安全、情报部门的广泛关注和高度重视。经过几十年的研究,人脸识别取得了长足的发展与进步,目前在控制和配合条件下,人脸图像识别可以取得比较高的识别率,但是在非控制条件和非配合条件下的人脸图像识别仍然是一个极具挑战性的课题,当人脸图像中光照和人脸姿态变化时,识别率急剧下降。 本文对人脸识别中光照变化的影响进行研究,在对当前人脸识别技术中解决光照变化问题的方法进行分析的基础上,提出了一种人脸图像的低维光照空间表示方法,在此基础上进行可变光照下的人脸识别。通过实验发现,9个基本点光源可以近似表示人脸识别应用中几乎所有的光照条件,在这9个基本光源照射下的9幅人脸基图像构成了低维人脸光照空间,它可以表示不同光照条件下的人脸图像,结合光照比图像方法,可以生成不同光照下的虚拟人脸图像。将这些虚拟人脸图像作为模板图像,可以进行不同光照下的人脸图像识别。本文提出的低维光照空间的主要优点是:通过这个光照空间,不仅能够由输入图像估计其光照参数,而且能够由给定的光照条件生成虚拟的人脸图像;利用某个特定人脸的图像建立的光照空间,可以应用于任意一张人脸,生成其在不同光照下的虚拟人脸图像。低维光照空间表示的思想虽然是以人脸为对象提出的,但可以推广应用于其他的对象。 本文对人脸识别中姿态变化的影响进行研究,提出基于单张正面照片的三维人脸模型合成方法,利用合成的三维人脸模型,生成不同姿态下的虚拟人脸图像,从而进行可变姿态下的人脸识别。由二维图像恢复对象的三维模型是计算机视觉领域的一个基本问题,传统的由二维人脸图像恢复人脸三维模型的方法需要多幅人脸图像、图像序列,或者需要限定条件下的立体图像对、正面和侧面图像对等,不利于实际应用。本文提出的算法只需要一幅正面人脸图像,降低了对使用条件的要求,便于实际应用,具有广阔的应用前景,该方法合成的三维人脸模型可以满足人脸识别、表情动画、人机交互的需要。 本文提出一种基于人脸对称性的快速人脸姿态估计方法,该算法能够仅由一幅输入图像快速、准确地估计出人脸的3D姿态。和其它检测方法相比,该方法具有模型简单、计算速度快等优点,利用面积作为输入信息,降低了估计结果对特征
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 谭晓衡;张建慧;;基于LLR算法的多姿态人脸识别[J];计算机应用研究;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 郭志强;基于子空间分析的人脸识别算法研究[D];武汉理工大学;2010年
2 孙曦;基于双目立体视觉的人脸三维重建与识别[D];中国科学技术大学;2011年
3 刘笑嶂;核方法的若干关键问题研究及其在人脸图像分析中的应用[D];中山大学;2010年
4 柴智;应用子空间方法的人脸识别研究[D];天津大学;2010年
5 李欣;二维及双模态融合的单训练样本人脸识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 曹雪;小波理论在人脸识别中的应用研究[D];南京理工大学;2012年
7 韩东峰;图像分类识别中特征及模型的若干问题研究[D];吉林大学;2008年
8 王小明;可变光照下人脸检测与识别研究[D];华东师范大学;2010年
9 林逸峰;基于计算机视觉的人体检测和人脸识别[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 陆文佳;基于PCA-SIFT算法的人脸识别技术的研究[D];武汉理工大学;2011年
3 鲍自敏;人脸识别技术在电子商务中的应用研究[D];河北工程大学;2011年
4 张建慧;人脸检测与识别技术的研究[D];重庆大学;2010年
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6 张军;基于非下采样Contourlet变换的人脸识别技术研究[D];北京化工大学;2011年
7 邹熠;基于小波矩的图像内容识别技术研究[D];西南交通大学;2010年
8 张美娟;复杂情况的人脸识别算法研究[D];西安理工大学;2009年
9 钟海林;人脸识别与RFID相结合的身份认证系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
10 王文娟;基于仿生智能的人脸检测方法研究[D];中国石油大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 周激流,张晔,郭晶,朱辉,陶理;基于先验模板的人脸面部特征提取的研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 朱长仁;复杂背景下的多姿态人脸识别技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
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3 宋加涛;基于二值边缘图像的眼睛定位和人脸识别[D];浙江大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘长华;;人脸识别技术综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年03期
2 杨吴冰;陆徐平;许晋华;;基于DSP和人脸识别技术的门禁系统设计[J];安防科技;2007年06期
3 李电;;基于sapera的图像分析算法设计[J];安防科技;2007年12期
4 赵文磊;刘舒;;一种加权2DPCA方法在人脸识别中的应用[J];安防科技;2009年04期
5 高福友;;生物特征识别技术及其在监狱安全防范领域的应用[J];安防科技;2011年02期
6 苏发慧;;模糊支持向量机在粮食安全预警中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
7 王建文;杨川;;基于小波变换的人脸识别系统[J];安徽农业科学;2007年16期
8 宰松梅;贾艳辉;丁铁山;温季;郭冬冬;;基于最小二乘支持向量机的灌区粮食产量预测研究[J];安徽农业科学;2010年01期
9 冯卓;任然;;信息安全的现阶段问题分析与发展动向[J];安全与环境学报;2007年02期
10 陶欣;范闻捷;徐希孺;;高光谱数据组分信息的盲分解方法[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋召青;郑苏;李志成;;基于平滑滤波与最小二乘支持向量机的人脸图像识别研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 吴静珠;刘翠玲;孙晓容;;支持向量机在近红外光谱检测技术中的应用研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 吴晓;曹其新;;基于颜色和区域的运动目标识别[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
4 林精敦;王涌天;陈靖;刘越;郭俊伟;刘伟;薛康;;基于区域分割随机树的特征识别匹配算法[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
5 张雷刚;张勇东;张冬明;;基于GPU并行加速的改进分块PCA人脸识别算法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
6 甘俊英;张有为;;用于人脸图像识别的快速分层算法[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
7 廖熠;赵荣椿;;一种基于小波分层模型的自然景物图像表面恢复算法[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 尹显东;李在铭;姚军;唐丹;邓君;;基于彩色和局部特征信息的人脸检测[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
9 苗良;平西建;丁益洪;王卫东;;立体赤足迹的图像校准与特征描述[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 程剑;应自炉;张有为;;基于模糊积分多分类器融合的人脸表情识别[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 贲晛烨;基于人体运动分析的步态识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姚志明;基于步态触觉信息的身份识别研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 杨波;植物类中药寒热药性与化学成分相关性的文献研究[D];山东中医药大学;2010年
5 林裕旭;基于扫描数据的三维人脸表情合成[D];浙江大学;2010年
6 张维泽;基于简单局部特征学习的物体检测方法[D];浙江大学;2010年
7 郭志强;基于子空间分析的人脸识别算法研究[D];武汉理工大学;2010年
8 曹葵康;支持向量机加速方法及应用研究[D];浙江大学;2010年
9 王晓云;基于代数方法的人耳识别研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
3 王亚东;基于二代身份证图象的人脸检测与识别研究与设计[D];山东科技大学;2010年
4 孙琛琛;大幅面丝网疵点的图像识别算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 吴敏;基于AdaBoost和独立分量分析的人脸检测与识别算法的研究[D];郑州大学;2010年
6 刘玲玲;PID参数整定技术的研究及应用[D];郑州大学;2010年
7 林天威;基于视频流的人脸识别系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘晨;灾难现场中人体检测[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 叶铂;基于统计学方法的水面目标特征提取与识别方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘波;文本驱动的可视语音合成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘长华;;人脸识别技术综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年03期
2 林丹;面像识别技术[J];安防科技;2003年01期
3 张明;方敏;;基于粗糙集和小波矩的车牌字符识别[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年03期
4 王建文;杨川;;基于小波变换的人脸识别系统[J];安徽农业科学;2007年16期
5 李华胜,杨桦,袁保宗;人脸识别系统中的特征提取[J];北方交通大学学报;2001年02期
6 张虹,陈文楷;一种基于小波矩的图像识别方法[J];北京工业大学学报;2004年04期
7 王志良;人工心理学──关于更接近人脑工作模式的科学[J];北京科技大学学报;2000年05期
8 吴绍斌;高利;王刘安;;基于脑电信号的驾驶疲劳检测研究[J];北京理工大学学报;2009年12期
9 熊立文;贝叶斯决策理论与归纳逻辑[J];北京师范大学学报(社会科学版);2005年02期
10 叶艳芳;黄席樾;沈志熙;;一种基于肤色和模板匹配的人脸检测方法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱长仁;复杂背景下的多姿态人脸识别技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 薛斌党;嵌入式隐Markov模型和神经网络人脸识别[D];大连理工大学;2002年
3 杨健;线性投影分析的理论与算法及其在特征抽取中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 周伟达;核机器学习方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
5 张敏贵;基于小波和支持向量机的人脸识别方法研究[D];西北工业大学;2003年
6 陈才扣;基于核的非线性特征抽取与图象识别研究[D];南京理工大学;2004年
7 刘直芳;人脸检测和识别的研究[D];四川大学;2004年
8 段锦;人脸自动识别中若干问题的研究[D];吉林大学;2004年
9 高秀梅;基于核投影分析的特征抽取及应用研究[D];南京理工大学;2004年
10 刘小华;人脸识别技术及其应用研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛国强;基于商图像光照补偿的改进[D];大连理工大学;2010年
2 蔡剑锋;基于HMM的姿态变化人脸识别研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 方恂;基于单幅照片的三维人脸重建[D];中国地质大学(北京);2011年
4 田源;单张正面人脸图像的三维人脸重建方法研究[D];重庆大学;2011年
5 石东海;人脸检测和定位方法研究[D];国防科学技术大学;2002年
6 李锋;机器视觉应用技术研究[D];浙江大学;2003年
7 秦磊;基于矩的图像分析和快速算法[D];东南大学;2003年
8 卢昕;基于视频的人体运动分析[D];浙江大学;2003年
9 程志新;电子商务与现代物流业的发展研究[D];东北师范大学;2003年
10 杨蕊红;小波矩算法在图像识别中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 李政仪;冯贵玉;赵龙;;基于直接局部保持投影和尺度不变特征变换的人脸识别方法[J];计算机应用;2012年09期
2 贾世杰;邹娟;王茹香;;基于类词包技术的图像分类算法[J];化工自动化及仪表;2012年11期
3 袁建英;刘甲甲;王凯;李柏林;;一种非定标图像高精度三维重建算法[J];计算机应用研究;2012年12期
4 孙奇燕;王宜怀;冯德旺;景林;;基于MCF52235的RFID通用开发平台设计[J];江西理工大学学报;2013年01期
5 赵庆敏;辜道平;;基于第二代曲波的人脸识别算法研究[J];湖南师范大学自然科学学报;2013年01期
6 钱旦敏;郑娅;蒋葵;范琼菲;曹文;;高校图书馆构建虚拟实验室功能模块及技术浅析——以医学信息学专业为例[J];图书馆学研究;2012年19期
7 刘绍荣;潘瑞雪;;基于读者信息行为的移动图书馆功能分析——以河北师范大学移动图书馆试用问卷调查结果为例[J];图书馆学研究;2012年19期
8 王红霞;杨克俭;高峰;朱荣;;物体分类识别中视觉词汇生成方法研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2011年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 解文杰;基于中层语义表示的图像场景分类研究[D];北京交通大学;2011年
2 梁鹏;基于内容的目标分类识别关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
3 唐颖军;基于语义主题模型的图像场景分类研究[D];北京交通大学;2010年
4 张祥合;复杂场景中目标识别与分类的仿生原理和方法[D];吉林大学;2012年
5 吴伟文;基于计算机视觉的目标图像检索相关技术的研究[D];华南理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金一初;基于小波矩的奶牛识别算法研究[D];上海师范大学;2011年
2 李继;基于视频处理的混合交通事件检测方法研究[D];长安大学;2011年
3 陈世刚;基于肤色分割与AdaBoost算法的人脸检测研究[D];苏州大学;2011年
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7 覃世欢;基于FPGA的局部二值模式(LBP)的人脸识别研究[D];昆明理工大学;2012年
8 刘玲;环鄱阳湖区水环境胁迫下城市化格局空间分异研究[D];南昌大学;2012年
9 王永波;基于字符图像识别的板坯信息跟踪系统研究[D];中南大学;2012年
10 魏立;银行保险库安全检测系统设计[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李华胜,杨桦,袁保宗;人脸识别系统中的特征提取[J];北方交通大学学报;2001年02期
2 陈绵书,陈贺新,桑爱军;计算机人脸识别技术综述[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年S1期
3 尹星云,王洵,董兰芳,万寿红;用隐马尔可夫模型设计人脸表情识别系统[J];电子科技大学学报;2003年06期
4 许志祥,鲍顺杰;基于人脸识别的访问控制系统[J];电视技术;1998年12期
5 杨奕若,王煦法;利用主元分析与神经网络进行人脸识别[J];电子技术应用;1998年03期
6 黄修武,杨静宇,郭跃飞;基于隶属度的人脸图像特征抽取和识别[J];电子学报;1998年05期
7 周杰,卢春雨,张长水,李衍达;人脸自动识别方法综述[J];电子学报;2000年04期
8 邢昕,汪孔桥,沈兰荪;基于器官跟踪的人脸实时跟踪方法[J];电子学报;2000年06期
9 梁路宏,艾海舟,徐光佑,张钹;基于模板匹配与人工神经网确认的人脸检测[J];电子学报;2001年06期
10 彭进业,俞卞章,王大凯,李楠;多尺度对称变换及其应用于定位人脸特征点[J];电子学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 廖熠;赵荣椿;;从明暗恢复形状方法综述[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王正群;手写体汉字识别研究[D];南京理工大学;2001年
【相似文献】
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1 杨余旺,杨静宇,金忠;一种应用于人脸识别的插值降维方法[J];小型微型计算机系统;2005年07期
2 齐怀峰,接标,冯乔生;基于特征脸的人脸检测与识别[J];云南师范大学学报(自然科学版);2005年06期
3 刘志镜,刘利,王栋,薛鸿民;基于统计特征和小波分解方法的人脸识别研究[J];计算机工程与应用;2003年06期
4 刘艳丽,赵跃龙;人脸识别技术研究进展[J];计算机工程;2005年03期
5 陈雪荣;敬忠良;孙韶媛;;一种处理红外人脸识别中眼镜干扰的方法[J];上海交通大学学报;2006年03期
6 杨国亮;李欢;;改进的基于特征脸和欧氏距离的人脸识别方法[J];软件导刊;2010年03期
7 焦斌亮;陈爽;;基于PCA算法的人脸识别[J];计算机工程与应用;2011年18期
8 潘慧峰;杜干;;多姿态人脸识别的改进PCA方法[J];微计算机信息;2006年17期
9 舒双宝;罗家融;徐从东;孙滨璇;;一种基于支持向量机的人脸识别新方法[J];计算机仿真;2011年02期
10 刘嵩;;基于特征融合的人脸识别[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2011年02期
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2 李祥宝;;人脸识别发展分析[A];中南六省(区)自动化学会第24届学术年会会议论文集[C];2006年
3 陈皓;;基于CS中转架构的人脸识别门禁系统[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
4 张国庆;谢剑斌;刘通;闫玮;;一种基于角度空间的人脸识别方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
5 谢志华;李丰;伍世虔;杨巨成;方志军;;基于局部差分二进制模式(LDBP)的热红外人脸识别[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
6 李丹;郭小华;刘正熙;;基于DSP的自动人脸识别门禁系统设计与实现[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
7 邹垚;张超;;基于DSP的人脸识别算法实现与优化[A];中国通信学会通信建设工程技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
8 熊薇薇;梁巍;李莉;黄梅志;;基于混合核函数SVM的人脸识别方法研究[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
9 苗振伟;许勇;杨军;;超声波人脸识别方法研究[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
10 杨飞;苏剑波;戴景文;;人脸识别中的人脸图像质量快速评价[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本版编辑曾雨 康翔;人脸识别结缘奥运[N];计算机世界;2007年
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3 本报记者  魏建玲;行者 知其道而行其智[N];国际商报;2006年
4 程蓉 王春;“人脸识别”保障财产安全[N];科技日报;2006年
5 记者 闫文锋 实习记者 高鹏;清华人脸识别系列全面推广[N];中国知识产权报;2006年
6 实习生 姜靖;人脸识别:门靠人脸开启[N];科技日报;2007年
7 阐文;汉王新品开启“人脸识别时代”[N];中国工业报;2009年
8 本报记者 霍光;从按手印到以貌取人[N];中国计算机报;2011年
9 于建平;行者人脸识别技术贡献北京奥运[N];中国高新技术产业导报;2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡元奎;可变光照和可变姿态条件下的人脸图像识别研究[D];中国科学技术大学;2006年
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7 陈恒鑫;基于多尺度分析的变化光照下人脸识别研究[D];重庆大学;2010年
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9 陈勇;基于样条二进小波的人脸识别研究[D];浙江工业大学;2010年
10 胡峰松;单样本下可变姿态与光照人脸识别研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾洁;利用边缘信息改进的人脸识别算法研究[D];河北工业大学;2005年
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3 于世华;基于人脸识别的上机辅助身份验证系统[D];东北师范大学;2008年
4 林杰灵;基于小波变换的人脸识别[D];华南理工大学;2010年
5 王春红;人脸识别技术研究[D];南京理工大学;2004年
6 冯素玲;基于小波变换的PCA人脸识别方法研究[D];山东大学;2005年
7 郝立涛;基于特征脸的面部识别技术研究[D];河北科技大学;2010年
8 赵冬娟;人脸识别过程中特征提取方法的研究[D];江南大学;2011年
9 赵桂敏;基于综合集成的人脸识别[D];中南大学;2004年
10 王雷;基于DM642开发板的人脸识别系统[D];西南交通大学;2010年
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