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双模态人脸识别系统的研究与实现

作　者: 徐佳杰
导　师: 徐勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 模式识别 人脸识别 图像描述 分类
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在近二十年中自动人脸识别引起了人们的广泛关注,人们迫切希望计算机能拥有和人一样的强大的依据人脸来识别人身份的能力从而使世界变的更加智能。但是,到目前为止,自动人脸识别还远未达到人们的期望;尤其是在复杂情况下,传统的基于人脸图像间相似性计算的自动人脸识别技术的性能难以达到应用要求。例如,脸部存在部分遮挡且遮挡比例稍大的情况下,自动人脸识别技术一般会出现识别错误或拒识。又如,研究表明,在光照条件存在较大变化的情况下,依据已有方法得出的同一人脸的不同图像间的差异性可超过不同人脸的图像间的差异性,此时必然会得出错误的人脸识别结果。如上因素也是目前人脸识别技术未能如指纹识别技术一样得到普及的原因。稀疏描述方法被引入到人脸识别领域后带来了人脸识别的突破性进展。已有的一些实验说明,在很多情况下包括图像存在噪声或被部分遮挡的情况下,稀疏描述方法可取得大大优于其他方法的分类正确率。实际上,基于稀疏描述方法的人脸识别技术是一个全新的方法学,它为人们解决已有的技术难点提供了一个新颖的视角和思路。但是,目前稀疏描述方法的图像识别应用仍有诸多问题需要解决。例如,现有的稀疏描述方法只利用了部分训练图像来表达测试图像,但是人们不知道究竟哪些训练图像被利用而哪些没被利用。又如,由于人脸图像的维数非常高,现有的稀疏描述方法的效率将非常低,在大容量训练集上尤其如此;该缺点使得方法不能应用于实际。本文针对如上问题,设计了几个新颖的基于稀疏描述思想的人脸识别方法,这些方法不仅计算效率高,而且能得到很高的识别精度。为解决现有的可见光人脸识别系统易受光照变化影响的问题,本文还设计并实现了一个基于人脸近红外与可见光图像的人脸识别系统。系统具有优异的性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 计算机人脸识别算法的发展  8-11
  1.3 计算机人脸识别技术的发展及应用  11-13
  1.4 多模态生物特征识别及人脸的多模态性  13-14
第2章 基于单类训练样本的图像描述与识别  14-21
  2.1 测试图像的全局表达方法  14-15
  2.2 基于单类训练样本的图像描述与分类  15-20
    2.2.1 方法设计  15-16
    2.2.2 基于单类训练样本的方法的可行性分析  16-18
    2.2.3 实验结果  18-20
  2.3 结论  20-21
第3章 基于近邻的人脸图像描述与分类方法  21-30
  3.1 关于稀疏描述方法的特殊性的阐释  21
  3.2 方法设计  21-22
  3.3 本章方法的分析  22-24
  3.4 实验结果  24-28
  3.5 结论  28-30
第4章 双模态人脸图像的描述与识别方法及实验  30-38
  4.1 引言  30-32
  4.2 红外与可见光图像融合人脸识别算法  32-34
  4.3 复矢量的双模态生物特征识别方法  34-35
  4.4 实验及结果  35-37
    4.4.1 人脸数据库说明  35-36
    4.4.2 复矢量双模态生物特征识别方法  36
    4.4.3 单类描述方法融合  36-37
  4.5 结论  37-38
第5章 双模态人脸识别系统的设计与实现  38-52
  5.1 系统总体方案设计  38-39
  5.2 图像采集设备  39-41
    5.2.1 图像的输入设备  39
    5.2.2 光源的设计与选择  39-40
    5.2.3 滤光片  40-41
  5.3 图像的采集子系统的设计  41-44
  5.4 采集系统所要实现的功能  44
  5.5 人脸考勤软件设计  44-50
    5.5.1 结构设计  44-45
    5.5.2 功能设计  45
    5.5.3 数据库设计  45-48
    5.5.4 考勤打卡/注册机的实现  48
    5.5.5 考勤注册端  48-50
  5.6 Web考勤管理的实现  50-51
    5.6.1 开发环境  50
    5.6.2 部分界面  50-51
  5.7 系统运行测试与分析  51
  5.8 小结  51-52
结论  52-54
参考文献  54-59
攻读硕士期间发表的论文  59-61
致谢  61

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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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