人脸检测及瞳孔定位研究.pdf

中南大学
硕士学位论文
人脸检测及瞳孔定位的研究
姓名:黄彬彬
申请学位级别:硕士
专业:计算机科学与技术
指导教师:唐琎
20090519
摘要近年来,由于国家公共安全、信息安全等应用背景要求人脸识别系统能够适应一般的环境,由此需要研究者提出一个更为鲁棒、高效、实时的人脸检测算法。在这一实际应用的需求下,本文针对人脸检测所做的工作是在背景图像中分割出人脸区域,在检测出的人脸区域内定位出眉眼区域和瞳孔。主要研究内容如下:肆臣觳馐侨肆程卣鞯慵觳饧捌涠ㄎ坏那捌诠ぷ鳌S捎诜羯侨肆车巫要信息,不依赖于面部的细节特征,对于旋转、表情等变化情况都能适用,具有相对的稳定性并且和大多数背景物体的颜色相区别,所以本文采用了一种将肤色分割和人脸几何特征相结合的方法。通过对比分析各种色度空间及其肤色模型,最终采用ǘ瓤占洌⒗肶色度空间下的高斯模型,对目标图像进行肤色分割。对分割出的肤色区域进行分析,依据人脸区域的几何特征从而定位出人脸区域。疚恼攵源车亩ㄎ幻佳矍虻姆椒ㄈ菀资艿搅鹾U诘埠屯凡壳阈等因素的影响,提出了一种新的眉眼区域的定位方法。此方法先计算图像中每个像素在八领域上的灰度梯度值的绝对值,选取这八个灰度梯度值的绝对值中最大的一个作为该像素点的像素值。然后再以一个子矩阵在进行梯度处理后的图像矩阵中移动量化这些复杂度值,再选取经过量化后的复杂度的值比较大的若干块,这些子块之间有的有区域重叠。然后合并这些灰度块取得包含这些子块的最大外接矩形得到的一个区域作为眉眼区域。疚恼攵源橙搜鄱ㄎ环椒ㄈ菀资艿匠叨取⑿:土炼鹊纫蛩氐挠跋提出了一种利用算法定位瞳孔的方法。首先将分割出的人脸图像多尺度化,然后在人脸图像的多尺度空间内进行人脸图像极值检测,然后去除低对比度的特征点和边缘响应点,以精确确定瞳孔的位置。由于该方法是提取图像的局部特征,所以对旋转、尺度缩放、亮度变化能够保持不变性,对噪声也保持一定程度的稳定性,本文通过实验验证了其优点。关键词人脸检测,肤色模型,眉眼区域,瞳孔定位,算法
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作者签名:垂查幽导师签名丛日期:三竺互年三月日期:辍辉碌ト趟±墅原创性声明学位论文版权使用授权书本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提作者签名:留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论供信息服务。
第一章绪论选题背景和研究意义随着社会的发展和科学技术的不断进步,人们对于快速、便捷、有效的身份识别技术有着同益增长的需求。而生物特征识别技术因其自身所具备的一些特诸如钥匙、密码、印章、证件等身份鉴定手段相比,基于生物的身份识别技术有生理特征或行为特征收集并进行处理,来进行个人身份鉴定的技术使用个体的生物特征作为唯一标识,对个体进行辨识,有较高的安全性、可靠性和有效性。它将在困家安全、公安、司法、金融等领域有着广泛的应用。如重要部门的合法进入、计算机网络登录控制、信用卡持卡人的身份验证、嫌疑犯的身现代社会中,对人体身份鉴别需求可以说无处不在,并与同俱增。例如,某人是否有权进入某安全系统,是否有权进行特定的交易,某人是否是某国的居民等。银行每天都有人存钱取钱,解决储户的身份认证就显得极为重要,随着因特网的广泛普及和应用的深入,电子商务已经是人们耳熟能详的,并且已经逐步走入人们生活的一件新鲜事。但是在电子商务中关键的一个问题就是要解决人的身份认证问题。改革开放以来,深圳海关每天出入的人口可谓成千上万,对进出关口的人员的身份确认显得极为重要,在我们的现实生活中,像这种要求对个人身基于人体生物特征识别技术的个人身份鉴别系统,由于使用了人体本身固有的生物特征,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安全领域。目前比较常用的生物特征识别技术有人脸识别、指纹识别、声音识别、虹膜识别、笔迹识别等。其中,人脸识别技术是通过计算机提取人脸的特征从而进行身份验证的一种技术。与其他生物识别技术相比,人脸识别是一种更为优越的识别技术。因为从人机交互的方式来看,人脸识别系统具有更多优点【:梢砸夭僮鳎绕涫