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人脸识别相关技术及其嵌入式应用

作　者: 熊金水
导　师: 赵衍运
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 人脸检测 AdaBoost 人眼检测 人脸识别 嵌入式系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 46次
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内容摘要


几十年来,计算机视觉、机器学习领域取得了重大进步,从基于规则的学习方法逐渐转变为基于统计学习的方法。另外,随着计算机硬件技术的不断提升和成本的不断降低,越来越多的场合提出了对人脸识别的实际应用需求。例如,门禁系统、各种移动终端的应用、智能监控等。本文深入研究了人脸识别相关技术及其嵌入式应用,主要包括系统的算法设计、算法优化、针对特定平台优化等方面。具体工作的描述如下：1.本文深入研究了Viola-Jones人脸检测的各个关键步骤,包括基于Haar特征的弱分类器、基于AdaBoost算法构造的强分类器和级联结构,并提出了细致的优化策略。实验结果表明,这些优化策略,不仅能有效地提升算法的执行效率,而且能够小幅度的提高检测率。2.本文设计了一种人眼检测框架。该框架把人眼检测分为粗定位和细定位两个步骤。粗定位可以使用Viola-Jones人眼检测子。细定位可以采用Viola-Jones人眼验证子或mean shift方法,两种方法各有优劣,分别适用于不同的场合。3.本文在深入研究仿射变换的基础上,提出了一种基于相对位置的人脸归一化算法,该算法充分利用了相邻像素间的相关性,使人脸归一化的执行效率得到了极大的提升。4.本文针对已有的Gabor方向直方图(GOH)的人脸比对算法进行优化,并创造性的把FFTW应用于该算法的实现过程中。实验结果表明,FFTW的引入,使人脸比对的执行时间减少至原来的18%。5.针对嵌入式平台,本文将人脸识别系统的C++语言实现修改为C语言,同时将浮点运算优化至定点运算。另外,针对Android系统,本文使用Android NDK,完成了基于Android平台的人脸识别应用。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 引言  10-16
  1.1 人脸识别概述  10-13
  1.2 人脸检测概述  13-14
  1.3 人眼检测概述  14-15
  1.4 本文的结构和安排  15-16
第二章 人脸检测  16-38
  2.0 Viola-Jones人脸检测算法概述  16-18
  2.1 Haar特征及其快速计算  18-21
  2.2 Adaboost算法  21-28
    2.2.1 离散AdaBoost算法  21-24
    2.2.2 连续AdaBoost算法  24-27
    2.2.3 离散AdaBoost算法和连续AdaBoost算法之比较  27-28
  2.3 级联结构及其优势  28-31
  2.4 算法实现及优化  31-35
    2.4.1 光照预处理  32-33
    2.4.2 对于图像金字塔的优化  33-34
    2.4.3 对于搜索策略的优化  34-35
  2.5 实验结果  35-37
  2.6 本章小结  37-38
第三章 人眼检测及人脸归一化方法  38-62
  3.1 人眼粗定位算法  39-43
  3.2 基于Adaboost的后处理算法  43-45
  3.3 基于mean shift的后处理算法  45-51
    3.3.1 mean shift基本原理  45-47
    3.3.2 mean shift在后处理中的应用  47-51
  3.4 两种后处理方法的比较  51
  3.5 人脸归一化算法  51-58
    3.5.1 基于绝对位置的人脸归一化方法  53-55
    3.5.2 基于相对位置的人脸归一化方法  55-58
  3.6 实验结果  58-61
  3.7 本章小结  61-62
第四章 人脸识别系统实现及优化  62-78
  4.1 模块划分  62-63
  4.2 人脸比对优化  63-69
    4.2.1 人脸比对算法简介  64-67
    4.2.2 FFTW开源库简介  67-68
    4.2.3 FFTW的在人脸比对中的应用  68-69
  4.3 针对嵌入式平台的优化  69-75
    4.3.1 嵌入式平台的特点  70-71
    4.3.2 C++版本到C版本的优化  71-73
    4.3.3 浮点运算到定点运算的优化  73-75
  4.4 基于Android系统的应用  75-77
  4.5 本章小结  77-78
第五章 总结与展望  78-81
  5.1 总结  78-79
  5.2 展望  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
攻读学位期间发表或已录用的学术论文  86

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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