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《重庆大学》 2002年
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人脸检测与识别方法研究

叶俊勇  
【摘要】: 基于人体生物特征识别技术(Biometrics)的个人身份鉴别系统,由于使用了人体本身所固有的生物特征,是与传统方法完全不同的崭新技术,具有更好的安全性、可靠性和有效性,越来越受到人们的重视,开始进入我们社会的各个领域,迎接新时代的挑战。 在日常生活中,人们识别周围的人用的最多的是人脸,人脸是人类视觉中最为普遍的模式,人脸所反映的视觉信息在人与人的交流、交往中有着重要的作用和意义。因而人脸识别是一种最容易被接受的身份鉴定方法。计算机人脸识别技术试图使计算机具有人的识别能力,由于其广泛的应用领域,人脸识别技术在近三十年里得到了广泛的关注和研究。随着网络技术和桌上视频的广泛采用,图像捕捉设备正在成为个人计算机的标准外设,同时电子商务等网络资源的利用对身份验证提出了新的要求,人脸识别成为最有潜力的生物身份验证手段之一。 本文在收集和分析了大量近年来国内外关于人脸检测与人脸识别的学术论文及研究报告,对计算机人脸识别技术的若干理论问题进行了探讨。针对建立人脸自动识别系统的两个主要技术环节-人脸检测与人脸识别方法进行了深入的研究,提出了一套用于视频图像正面人脸检测与人脸识别的方法。试验证明本文提出的人脸检测与人脸识别方法是合理的,具有一定的理论价值与实用价值。本文的研究工作主要包括以下几个方面: 1、通过对国内外在人脸检测方面研究成果的分析,发现目前在人脸检测中比较成功的方法基本是建立在机器学习理论基础上的。统计学习理论(STL)是近年来得到很大关注的研究小样本情况下的机器学习理论,这是一套比较完整的理论,它不同于传统的基于经验风险最小化(ERM)原理的学习方法,而是采用了一种新的基于结构风险最小化(SRM)的学习方法。已经证明了这种方法的学习结果具有很好的推广能力。支持向量机(SVM)是建立在统计学习理论基础上的一种新的机器学习方法。本文在对SVM进行深入研究的基础上,提出了一种采用DCT变换系数作为分类器输入矢量,利用改进的SMO学习算法建立了一套基于SVM的人脸检测方法,极大的提高了学习和检测效率。在多个人脸检测数据库中的试验表明该方法有很高的检测率,具有很高的理论价值和实用价值。 2、由于支持向量机方法需要对整幅待检测图像进行逐步搜索检测,比较耗时,难以实现实时检测。本文先采用基于运动检测的背景分离技术和皮肤颜色检测技术相结合的方法获得图像中可能存在人脸的区域,然后采用具有很高检测率的基于 WP=5 SVM的方法在可能存在人脸的区域进行检测。因为检测的区域比较小,所以这种方法即保证了检测的准确性同时实现了接近实时的检测速度。由于人脸检测获得的图像是用于人脸识别,因此检测到的图像质量的好坏直接关系到识别的准确性。本文提出了在人脸检测中采用一种评价检测到的人脸图像质量的方法,自动选取最有利于人脸识别的检测图像作为检测系统的输出。 3、在对各种人脸识别方法进行分析的基础上,本文重点研究了基于隐马尔可夫模型(HMM)的人脸识别方法。在对已有的基于HMM方法进行改进的基础上,提出了一种将人脸图像进行小波分解,然后利用分解后的代表原始图像不同细节特征的四幅小波子图像分别建立HMM进行学习。从信息融合的观点出发,将四个模型进行合并,合并后的HMM能够更好的代表该类人脸的统计特征,从而提高了识别效果。在多个人脸数据库中的测试表明该方法提高了识别率。 4、由于基于HMM的人脸识别方法是建立在统计模型的基础上,识别的结果是根据各个模型的输出概率确定,因此对于不属于数据库中人脸类别的时候无法采用HMM方法。为了解决这个问题,本文采用了基于特征脸(eigenfaces)的方法处理不属于数据库中的人脸。这种方法可以通过设置特征空间的距离来调整拒识率。本文还研究了通过类似于判决树的方法将在两类模式识别问题中获得了成功应用的SVM方法推广到人脸识别这种多类别模式识别问题中,获得了比较高的识别率。最后综合应用特征脸方法、HMM方法以及SVM方法等多个分类器组合的人脸识别方法,在牺牲一定识别率的基础上,大大的降低了误识率,从而提高了识别系统的鲁棒性
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.4

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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2 王崇文;自动指纹识别方法研究[D];重庆大学;2002年
3 贾立山;体现驾驶员特性的车道偏离预警系统关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王本超;基于KPCA与SVM的人脸识别研究[D];大连理工大学;2010年
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7 史操;基于线性投影分析与非线性核方法在人脸识别中的研究[D];湖南师范大学;2006年
8 刘正义;基于HMM的人脸检测及识别系统应用研究[D];西南交通大学;2006年
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10 张永亮;基于DSP的人脸检测和定位算法研究[D];太原科技大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
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9 程伟;张燕平;赵姝;;支持向量机在粮食产量预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年08期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 ;A Novel Kernel PCA Support Vector Machine Algorithm with Feature Transition Function[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 ;A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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8 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
3 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
4 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
5 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘小军;人脸识别技术研究[D];中国科学院电子学研究所;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗佳;基于SIFT的人脸识别研究[D];湘潭大学;2010年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 佟雨兵,常青,张其善;基于方向射线与非严格对称属性的纹型快速分类算法[J];计算机应用;2005年06期
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9 黄传霞;赵勋杰;;芯片测试探针X射线图像模式识别技术研究[J];计算机应用与软件;2013年07期
10 赵磊;蒋澎涛;刘春雷;陈宏君;杨梦婷;;一种实用的自动指纹识别完整算法[J];微计算机信息;2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 俞凯;计算机书法若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
2 鄢煜尘;基于信息融合的中文笔迹鉴别研究[D];武汉大学;2009年
3 章夏芬;中国数字书法检索与作品真伪鉴别的研究[D];浙江大学;2006年
4 陈为民;指纹图像处理及匹配方法的研究[D];重庆大学;2006年
5 王渊;不同水平油菜氮素含量遥感信息提取方法研究[D];浙江大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 郭锋;刘玉利;刘鹏军;;P2P的识别[J];中小企业科技;2007年08期
4 刘玉栋,苏开娜,马丽;一种基于模型的步态识别方法[J];计算机工程与应用;2005年09期
5 闫丰亭;;基于头部透视图像的身份识别[J];电脑知识与技术;2010年20期
6 丁克北;;基于图像处理方法的轴心轨迹识别方法[J];风机技术;2006年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 郭文川;郭康权;朱新华;;介电特性在番茄和苹果品种识别中的应用[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册)[C];2006年
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10 于开平;李静;庞世伟;邹经湘;;基于遗传算法的结构模态参数识别方法研究[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
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7 郑延平;停产鸡的识别方法[N];中国畜牧报;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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