【正文】 佳木斯大學(xué)畢業(yè)論文 基于 Matlab 的 人臉識(shí)別系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 與仿真 學(xué) 院 信息電子技術(shù) 專 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) 11 級(jí) 1 班 學(xué) 籍 號(hào) 11100540116 姓 名 楊 雷 指導(dǎo)教師 周經(jīng)國 佳 木 斯 大 學(xué) 2020 年 6 月 10 日 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 1 摘要 人 臉識(shí)別 即 指利用分析比 對(duì) 人臉視覺特征信息 從而達(dá)到 身份鑒別 效果 的計(jì)算機(jī)技術(shù)。人臉識(shí)別是一項(xiàng) 當(dāng)下十分 熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù) 的 研究領(lǐng)域， 該項(xiàng)技術(shù) 可以人臉明 暗偵測， 并且 自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)曝光補(bǔ)償， 同時(shí)對(duì) 人臉追蹤偵測， 并 自動(dòng)調(diào)整影像放大； 這項(xiàng)技術(shù) 屬于生物特征識(shí)別技術(shù) 的一種 ，是 利用 生物體（一般 指 人）本身的生物特征 從而達(dá)到 區(qū)分生物體個(gè)體 的目的 。 人臉識(shí)別 技術(shù) 目前 主要 用做 身份識(shí)別。由于 視頻監(jiān) 控 的飛 速普及， 使這項(xiàng)應(yīng)用 迫切 的 需要一種 能實(shí)現(xiàn)在 用戶非配合狀態(tài)下 、 遠(yuǎn)距離 的 進(jìn)行 快速身份識(shí)別 的 技術(shù)，以求 能在 遠(yuǎn)距離 之下 快速 識(shí)別 人員身份， 從而 實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警 的功能 。 最佳的選擇無疑是 人臉識(shí)別技術(shù) 。 采用快速人臉檢測 識(shí)別 技術(shù)可以從視頻 監(jiān)控 圖象中實(shí)時(shí) 捕獲到 人臉 信息 ，并與人臉數(shù)據(jù)庫 中的已存信息 進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì) ，從而 達(dá)到 快速身份識(shí)別 的效果 。 報(bào)告 利用 MATLAB 軟件來實(shí)現(xiàn)人臉信息 檢測與識(shí)別， 利用 YCbCr 空間以及灰度 圖像 來 實(shí)現(xiàn)人臉 的 邊緣分割 , 將真彩圖像轉(zhuǎn)換為 灰度 圖像， 并根據(jù) 膚 色 在YCbCr 色度空間 上 的分布范圍， 來 設(shè)定門限閥值， 從而實(shí)現(xiàn)人臉區(qū)域與非人臉區(qū)域的分割，通過圖像處理 等一系列 的 操作來剔除干擾因素，再通過 長寬比和 目標(biāo)面積等方法在圖像中定位 出人臉區(qū)域，經(jīng)試驗(yàn)，該方法能夠排除 面部表情 、 衣著背景 、發(fā)型 等干擾 因素 ， 從 而定位出 人臉區(qū)域。 關(guān)鍵詞 ： Matlab 軟件； 灰度圖像 ； 邊緣分割 ； 人臉區(qū)域 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 2 Abstract Face recognition especially use parative analysis face visual feature information for identification of puter technology. Face recognition is a hot research field puter technology, face detection, light and shade can be automatically adjusted dynamically exposure pensation, human face tracking detection, automatic adjustment of image magnification。 It belongs to the biometric identification technology, it is of anisms (generally refers to a person) individual biological characteristics to distinguish between the anism itself. Face recognition is mainly used for identification. Because of the video monitoring is fast popularization, many of the video monitoring application is an urgent need to a long distance, the user not cooperate condition of rapid identification technology, in order . Face recognition technology is undoubtedly the best choice, the fast face detection technology to monitor in realtime video image search from face, and with realtime than face database, so as to realize rapid identification. Report using MATLAB software to realize face information detection and recognition, using YCbCr space and gray image to realize the face edge segmentation, the true color image is converted to a grayscale image, and according to the color of skin in YCbCr chroma space distribution, to set the threshold threshold, so as to realize the segmentation of face region with the face region, through a series of operations such as image processing to eliminate interference factors, and through such means as aspect ratio and the target area locate the face region in the image, the experiment, this method can eliminate facial expressions, clothes, hair background interference factors, so as to locate the face region. Keywords： Matlab； Gray image； edge segmentation； face region 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 3 目錄 摘要 ......................................................... 1 ABSTRACT...................................................... 2 目錄 ......................................................... 3 第 1 章 緒論 .................................................. 4 課題的研究背景、目的及意義 ................................... 4 課題的研究背景 ........................................... 4 研究目的及意義 ........................................... 5 本課題的主要內(nèi)容 ............................................. 5 第 2 章 圖像處理的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................. 6 識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................. 6 人臉圖像的讀取與顯示 ......................................... 7 圖像類型的轉(zhuǎn)換 ............................................... 7 圖像增強(qiáng) ..................................................... 8 灰度圖像平滑與銳化處理 ....................................... 9 邊緣檢測 .................................................... 11 第 3 章 人臉識(shí)別計(jì)算機(jī)系統(tǒng) .................................... 12 系統(tǒng)基本構(gòu)架 ................................................ 12 人臉檢測定位算法 ............................................ 12 匹配與識(shí)別 .................................................. 17 結(jié)論 ........................................................ 24 致謝 ........................................................ 25 參考文獻(xiàn) ..................................................... 26 附 錄 1 人臉識(shí)別的 MATLAB 源程序 ................................. 27 附錄 2 外文參考文獻(xiàn)及翻譯 ...................................... 31 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 4 第 1 章 緒論 課題的研究背景、目的及意義 課題的研究背景 數(shù)字圖像處理技術(shù)是 20 世紀(jì) 60年代發(fā)展起來的一門新興技術(shù) 。近 30多年來，在計(jì)算機(jī)科技和大規(guī)模集成電路技術(shù)的 迅猛發(fā)展 、離散數(shù)學(xué)理論創(chuàng)立和完善，以及 工業(yè)、軍 事、醫(yī)學(xué) 等方面 的應(yīng)用需求在 不斷增長， 人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在 人機(jī)交互、 安全驗(yàn)證系統(tǒng)、 系統(tǒng)公安 (罪犯識(shí)別等 )、 醫(yī)學(xué)、檔案管理、 信用卡驗(yàn)證、視頻會(huì)議 等方面的巨大應(yīng)用前景而越來越成為當(dāng)前模式識(shí)別和人工智能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 目前，人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用最廣泛的地方就是各大公司、商場、政府保密機(jī)構(gòu)的門禁考勤系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 90 年代后期以來，一些商業(yè)性的人臉識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)逐漸進(jìn)入市場。自美國遭遇恐怖分子襲擊 事件后，這一技術(shù)引起了社會(huì)各方的廣泛關(guān)注。由于隱蔽性十分好，該項(xiàng) 技術(shù)逐漸成為國際反恐及安全防范的重要手段之一。 人臉識(shí)別技術(shù)在 中國也有 迅猛發(fā)展的歷史。國家“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃就將人臉識(shí)別技術(shù)的研究與發(fā)展列入其中，并明確指出“要在生物特征識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域縮小與世界先進(jìn)水平的差距，開展生物特征識(shí)別應(yīng)用技術(shù)研究，開發(fā)具有高安全性、低誤報(bào)率的出入口控制新產(chǎn)品。”在這種形勢下，國內(nèi)一些科研院所在人臉識(shí)別技術(shù)上有了重大發(fā)展和突破。如清華大學(xué)、中科院計(jì)算機(jī)所、中科院自動(dòng)化所等自主研發(fā)的人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)的水平。 經(jīng)過多年的研發(fā)探索 ， 在世界各大研究機(jī)構(gòu)的研發(fā)人員的共同努力下，人臉識(shí)別技術(shù)這一領(lǐng)域 取得 了 豐碩的成果，這些 研究 成果的取得 和科技 的進(jìn)步， 更 進(jìn)一步推動(dòng)了人類 對(duì)人臉識(shí)別 技術(shù)這一高端技術(shù) 的深入研究。 人臉識(shí)別技術(shù) ，顧名思義，指利用采集、分析、比較人臉視覺特征信息來進(jìn)行身份鑒別的計(jì)算機(jī)技術(shù)。 廣義的人臉識(shí)別實(shí)際包括構(gòu)建人臉識(shí)別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、身份確認(rèn)以及身份查找等；而狹義的人臉識(shí)別特指通過人臉進(jìn)行身份確認(rèn)或者身份查找的技術(shù)或系佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 5 統(tǒng)。 它 是人們一直所追求的讓機(jī)器智能化技術(shù)，就是讓機(jī)器具備和人類一樣的思考能力，識(shí)別能力以及處理事務(wù)的能力。而人臉識(shí)別技術(shù)的研究就是在這樣的背景下發(fā)展起來的。 研究目的 及 意 義 目前，人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)廣泛用于軍隊(duì)、政府、社會(huì)福利保障、銀行、安全防務(wù)及電子商務(wù)等領(lǐng)域 。而我們研究這項(xiàng)技術(shù)的目的就是讓其更好地服務(wù)于人類社會(huì)，在這個(gè)生活快節(jié)奏的前提下，與人方便。例如 京滬高鐵三站將 建立 人臉識(shí)別系統(tǒng)， 即使 整容也能被識(shí)別。鐵路部門發(fā)布計(jì)劃 時(shí) 表示，將在京滬高鐵段的 天津西站 、 濟(jì)南西站 、 上海 虹橋站 這三個(gè)站點(diǎn)，建