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《国防科学技术大学》 2001年
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复杂背景下的多姿态人脸识别技术研究

朱长仁  
【摘要】: 人脸的表示和识别技术是模式识别、计算机视觉和图像理解系统的研究热点之一,在公安和安全部门有着广泛的应用,例如搜索罪犯、动态监视、银行密码系统等。目前研究主要集中在简单背景下的前视人脸识别或前视加侧视人脸识别,复杂背景下的多姿态人脸识别研究则刚刚起步。 本论文研究了复杂背景下的多姿态人脸识别的基本理论和关键技术,重点讨论了具有复杂背景的人脸图像中的人脸检测、人脸器官定位、特征提取以及多姿态人脸识别问题。论文的主要研究工作和成果包括以下几个主要方面的内容。 首先研究了复杂背景下的人脸检测,总结分析了复杂背景下灰度人脸检测技术,提出了基于肤色检测和多级证实的彩色人脸检测算法。在肤色统计分析的基础上,先基于彩色分割检测人脸候选区,后利用形状分析、人脸局部器官特征和人的头部模型先后进行三次证实。这个算法具有较强的适应性和对各种背景干扰模式的稳健性等优点,对120多幅具有复杂背景的彩色图像实验表明,可以较为理想地从具有复杂背景的彩色图像中检测出双眼可视的多姿态的人脸。 其后研究了人脸特征提取,一、讨论了适合于多姿态人脸识别的基于三点仿射变换的人脸图像归一化方法,以克服基于两点仿射变换会引起较大图像信息损失的缺陷;二、在分析现有器官定位算法的基础上,提出了新多姿态人脸器官特征定位技术,将多特征和直方图分析、基于置信度函数的迭代搜索和模板匹配相结合,既提高了器官定位精度,又提高了定位速度。三、分析了现有人脸特征提取技术基础上,提出基于人脸图像分辨率以及人脸图像质量优劣度量的人脸局部特征突出度的人脸特征自适应选取准则,选取并提取较为稳定和可靠的人脸特征。 随后分别研究了基于多视图和单视图的多姿态人脸识别。在基于多视图的多姿态人脸识别方面,总结分析了经典的前视人脸识别和多姿态人脸识别概念和方法,提出了基于层次模型和融合决策的多姿态人脸识别技术。该技术先基于姿态划分的层次模型对多视图训练样本进行分类,后进行各个姿态通道的人脸识别,直至将各个姿态通道的识别中间结果进行融合决策得到最终的人脸识别结果。该技术与经典算法相比既提高了识别正确率,又减少了计算时间。 在研究基于单视图的多姿态人脸识别方面,一、详细研究了基于单视图或小样本的多姿态人脸识别的可能技术途径;二、提出了一种新的基于单视图的多姿态人脸识别技术,它先基于高次多项式函数拟合方法由单视图通过变形生成多姿态人脸图像,后基于该单视图和生成的多姿态图像进行多姿态人脸识别,实验结果表明该算法识别正确率大大高于经典算法;三、详细研究了几种基于单视图或小样本的多姿态人脸图像生成技术,它们是基于单视图或小样本的多姿态人脸识别的关键技术。 最后,在前述几个方面研究的基础上,提出了复杂背景下的多姿态彩色人脸识别技术,并实现了其模型系统。该模型系统完成从具有复杂背景的彩色人脸图像中检测、识别双眼可视的多姿态人脸目标。实验结果表明了其稳健性和潜力。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2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
2 周东生;计算机视觉中的相机标定相关问题研究与应用[D];大连理工大学;2010年
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1 王忠;基于Gabor小波与RBF神经网络的人脸识别技术研究[D];福州大学;2005年
2 侯方亮;基于肤色的人脸检测与跟踪[D];河北工业大学;2006年
3 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
4 王小明;彩色图像序列的人脸姿态估计和跟踪研究[D];华东师范大学;2007年
5 华志超;复杂背景下的彩色图像人脸检测[D];北京交通大学;2008年
6 郭旭;街景影像中的人脸识别与模糊处理[D];北京建筑工程学院;2012年
7 李钢;基于FPGA的人脸识别门禁系统的设计[D];成都理工大学;2012年
8 陈琳;基于子空间的人脸识别方法研究[D];电子科技大学;2012年
【共引文献】
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1 吴敏琦;注射模CAD技术中的几何建模[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年01期
2 胡林,胡刚,吴海燕;低温简单晶体摩尔熵的回归方程及人工神经网络表达[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
3 郭保生;刘庆潭;;氟树脂防水材料的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年06期
4 张崚,路威;基于小波尺度共生矩阵的分割算法在地物提取中的应用[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期
5 李建;毕松梅;;一点法分析壳聚糖特性粘度偏差值的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期
6 吕小莲;张祖立;吕小荣;;机器视觉识别田间成熟番茄的研究[J];安徽农业科学;2008年04期
7 赵丽;付梅臣;严学仕;曹银贵;;河北永清县土地利用功能分区研究[J];安徽农业科学;2008年04期
8 任志远;张明铁;;内蒙古中西部经济发展水平的聚类分析[J];现代农业科技;2008年24期
9 马传波;马涛;于梅艳;;计算机视觉技术在水利行业中的应用[J];现代农业科技;2012年10期
10 黄玉平;张庆国;汪水兵;古今今;;主成分分析在大气质量监测优化布点中的应用[J];安徽农业大学学报;2011年06期
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1 刘钰;韩峰;董楠;陆希成;雷鸣;;爆炸容器安全概率的统计分析方法[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 农吉夫;金龙;;均生函数与人工神经网络相结合的降水预报模型研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 孙勇;李原;王庆林;陈辉;;基于主动投影的结构光视觉系统的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 许丽;陆桂明;;结构光系统的编码光优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 刘柯楠;杨启良;戈振扬;刘小刚;;一种基于图像的植物根系三维重建[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 张宝柱;马庆春;;工业有毒有害气体扩散的一元线性回归分析与计算[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 陈晓钟;孙华燕;;基于更佳分辨率小波分解的图像纹理分类[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 李丽;杨乐平;;一种新的盲均衡算法的研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
10 郭成安;李建华;李明伟;;从观测数据学习后验概率函数:一种最佳神经网络模型的设计与分析[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
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1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
3 沈杰;药物ADMET理论预测方法开发和靶向雌激素受体的药物设计研究[D];华东理工大学;2011年
4 孙大利;石油价格波动规律研究[D];浙江大学;2010年
5 李华蓉;基于图段的彩色地图线要素智能识别[D];武汉大学;2010年
6 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 焦鹏;导弹制导仿真系统VV&A理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 江悦;场景图像内容表述和分类研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 苑廷刚;运动视频图像多重处理技术系统在田径科研领域中的应用和创新[D];北京体育大学;2011年
10 朱军华;环境因素作用下的结构损伤检测[D];暨南大学;2011年
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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
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 邓小铭;基于OpenCV的物体三维检测系统研究[D];南昌航空大学;2010年
5 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
6 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[D];山东科技大学;2010年
7 王文栋;GEP及SVM融合的分类技术研究[D];广西师范学院;2010年
8 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
9 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
10 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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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 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
3 尹宝才;张壮;孙艳丰;王成章;;基于三维形变模型的多姿态人脸识别[J];北京工业大学学报;2007年03期
4 贾成宇,李树秋,王世刚;智能门禁系统门控部分软件设计[J];长春邮电学院学报;2001年01期
5 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
6 闫国梁;闫文秀;成亮;;基于肤色模型和灰度积分投影的疲劳驾驶检测系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年12期
7 桂志国,薄瑞峰,韩焱;基于投影特征的图像匹配的快速算法[J];测试技术学报;2000年01期
8 王忠石;韩晓微;徐心和;;棋盘格模板角点的自动定位[J];东北大学学报;2006年09期
9 刘阳;王福利;常玉清;吕哲;;黑白棋盘格角点检测算法[J];东北大学学报(自然科学版);2007年08期
10 周兆捷,吴乐南,孙大瑞;基于Gabor变换与自组织稀疏RAM的N-tuple神经网络的人脸识别方法[J];电路与系统学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何光辉;四种人脸识别方法研究[D];重庆大学;2010年
2 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
3 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
4 叶俊勇;人脸检测与识别方法研究[D];重庆大学;2002年
5 彭宏京;基于稀疏RAM的神经网络及其人脸识别应用研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 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
7 吴小俊;图象特征抽取与识别理论及其在人脸识别中的应用[D];南京理工大学;2002年
8 於东军;神经网络、模糊系统的几个问题研究及其在人脸识别中的应用[D];南京理工大学;2003年
9 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
10 段锦;人脸自动识别中若干问题的研究[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛春苑;基于神经网络的人脸识别系统研究[D];山东师范大学;2011年
2 王依才;人脸识别中光照问题的研究[D];山东师范大学;2011年
3 武亚昆;融合多种图像特征的人像检索技术研究[D];太原理工大学;2011年
4 胡琳;基于小波变换和人工神经网络的PCA人脸识别方法研究[D];苏州大学;2002年
5 赵慧琳;奇异值分解的人脸识别算法[D];上海海运学院;2002年
6 李金贤;人脸识别研究[D];中国海洋大学;2003年
7 朱夏君;人脸识别的研究及眼睛定位算法[D];浙江工业大学;2003年
8 贺新;实时人脸检测与识别技术的研究[D];四川大学;2003年
9 李超洋;智能人脸识别技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
10 胡伏原;复杂背景下快速人脸检测与识别[D];西北工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 肖南峰;姚永刚;;基于RBF神经网络的人脸识别算法[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年10期
2 李倩;;人脸识别技术及应用[J];黑龙江科技信息;2011年01期
3 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
4 吴畏;肖南峰;;基于RBF神经网络的人脸识别研究[J];南京信息工程大学学报(自然科学版);2010年04期
5 俞骋;;彩色图像人眼定位中的眉眼分割算法[J];现代计算机(专业版);2012年10期
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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 李全彬;非约束环境下人脸识别关键技术的研究与应用[D];华东师范大学;2011年
4 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
5 柴智;应用子空间方法的人脸识别研究[D];天津大学;2010年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
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1 苑岩岩;基于肤色信息的人脸检测与跟踪算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 顾威威;复杂背景下实时人脸检测技术的研究[D];河北工程大学;2010年
3 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
4 刘奇;线性判别分析人脸识别系统的研究与实现[D];广东工业大学;2011年
5 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
6 张建慧;人脸检测与识别技术的研究[D];重庆大学;2010年
7 赵有灵;基于计算机视觉的机车乘务员驾驶疲劳监测研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 王爱国;嵌入式系统中彩色人脸检测算法的研究[D];中国石油大学;2011年
9 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
10 刘小林;彩色图像人脸检测及人脸特征点定位[D];东华大学;2012年
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1 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
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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 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
5 郭颂;魏立峰;;基于信息融合的身份识别技术[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 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
7 李伟红;龚卫国;陈伟民;梁毅雄;张红梅;;基于中国人人脸区域特征的贝叶斯分类法研究[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
8 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
9 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
10 赵杰煜;王小权;;复杂运动目标的学习与识别[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
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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
2 孟东明 张继进;企业要靠创新应对危机[N];中国工商报;2009年
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
10 卢旭成;“傻瓜化”的人脸识别技术[N];中国计算机报;2008年
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 李全彬;非约束环境下人脸识别关键技术的研究与应用[D];华东师范大学;2011年
3 苏煜;融合全局和局部特征的人脸识别[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 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
5 唐恒亮;基于三维特征的人脸识别算法研究[D];北京工业大学;2011年
6 王建中;基于流形学习的数据降维方法及其在人脸识别中的应用[D];东北师范大学;2010年
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
8 赵武锋;人脸识别中特征提取方法的研究[D];浙江大学;2009年
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 李刚;基于特征脸法的正面人脸识别研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 崔丽;用于人脸识别的LDA方法的研究及其应用[D];吉林大学;2004年
3 黄晓丽;基于统计的自动人脸识别系统[D];西安电子科技大学;2005年
4 唐彬;基于人脸信息识别的身份验证技术研究[D];西安理工大学;2004年
5 王晶;三维人脸识别[D];西北工业大学;2005年
6 汪炼;基于半监督流形学习的人脸识别算法研究[D];安徽大学;2010年
7 韩燕丽;多姿态人脸图像处理方法研究[D];华北工学院;2004年
8 王德新;人脸自动识别技术的研究与实现[D];沈阳工业大学;2004年
9 张颖;基于张量子空间分析的多姿态人脸识别[D];西安电子科技大学;2010年
10 王建勤;视频运动图像中的人脸检测研究[D];成都理工大学;2003年
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