【正文】 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 1 目錄 1 緒論 ........................................................................................................................... 2 研究背景與意義 ................................................................................................. 2 1. 2 人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù) 發(fā)展?fàn)顩r ............................................................................ 4 人臉檢測(cè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r ................................................................................... 4 人臉識(shí)別技 術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................... 6 人臉識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn) ................................................................................ 9 2 人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù) ................................................................................................ 11 ..................................................................................................... 12 人臉識(shí)別方法 ................................................................................................... 13 3 人臉特征提取和檢測(cè)及識(shí)別算法介紹 ..................................................................... 15 人臉特征提取方法 ............................................................................................. 15 人臉檢測(cè)算法 ................................................................................................... 16 基于特征的人臉檢測(cè) .................................................................................. 16 基于統(tǒng)計(jì)的人臉檢測(cè) .................................................................................. 17 基于膚色模型的人臉檢測(cè) ........................................................................... 17 人臉識(shí)別算法 ..................................................................................................... 18 基于靜態(tài)圖像的識(shí)別 .................................................................................. 18 基于視頻圖像的人臉識(shí)別 ......................................................................... 19 基于隱馬爾科夫（ HMM）的人臉識(shí)別 ......................................................... 20 4 人臉識(shí)別與檢測(cè)的相關(guān)實(shí)例 .................................................................................... 21 實(shí)例一 .............................................................................................................. 21 實(shí)例二 .............................................................................................................. 23 實(shí)例三 .............................................................................................................. 25 5 結(jié)束語(yǔ) ..................................................................................................................... 29 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 2 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 30 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 1 緒論 研究背景與意義 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)在安全驗(yàn)證、人機(jī)交流、公安系統(tǒng)等方面得到了廣泛的使用，并且在視頻會(huì)議、檔案管理、醫(yī)學(xué)醫(yī)療等方面也發(fā)揮著很大的作用。所以，人臉識(shí)別技術(shù)己經(jīng)逐漸成為人們?cè)谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域所研究的重點(diǎn)課題。 采用機(jī)器進(jìn)行的人臉的自動(dòng)識(shí)別具有很大的挑戰(zhàn)性，這不僅僅是由于人臉的面部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還因?yàn)槿嗣娌考∪獾倪\(yùn)動(dòng)使得人臉成為一種非剛性物體，非剛性物體的識(shí)別與剛性物體的識(shí)別相比，更加困難。人臉會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而產(chǎn)生變化，而且人類表情豐富，還會(huì)受成像距離、成像角度以及光照等因素的變化的影響，造成的人臉圖像具有很大的差異。此外，由于同一人的不同面部圖像受到采集條件的限制，會(huì)隨條件的變化而改變，而人臉具有相似的結(jié)構(gòu)特征，所以這就給人臉識(shí)別算法的分析計(jì)算帶來(lái)很大的困擾。總而關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 3 言之，人臉識(shí)別是一項(xiàng)包含有計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的，非常具有挑戰(zhàn)性的一門技術(shù)。 研究人臉識(shí)別在理論和技術(shù)上都有重要的意義：一是可以推進(jìn)對(duì)人類視覺(jué)系統(tǒng)本身的認(rèn)識(shí)；二是可以滿足人工智能應(yīng)用的需要。采用人臉識(shí)別技術(shù)，建立自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉圖像的自動(dòng)識(shí)別有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和誘人的應(yīng)用前 景 [1]。 同時(shí)人臉識(shí)別作為一種生物體征識(shí)別與其它較成熟的識(shí)別方法(如指紋、虹膜、 DAN 檢測(cè)等 )相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ①無(wú)侵犯性，人臉圖像的獲取不需要被檢測(cè)人發(fā)生身體接觸，可以在不驚動(dòng)被檢測(cè)人的情況下進(jìn)行； ②低成本、易安裝，人臉識(shí)別系統(tǒng)只需要 采用普通的攝像頭、數(shù)碼攝像機(jī)或手機(jī)上的嵌入式攝像頭等被廣泛使用的攝像設(shè)備即可，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)也沒(méi)有特別的安裝要求； ③無(wú)人工參與，整個(gè)人臉識(shí)別過(guò)程不需要用戶或被檢測(cè)人的主動(dòng)參與，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)用戶預(yù)先的設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行。由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)，人臉識(shí)別技術(shù)引起了越來(lái)越多科研人員的關(guān)注。 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 4 人臉作為人的重要特征之一 ， 包含著大量的信息 ， 從而引起了科研工作者的興趣 ， 可以說(shuō)是目前人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫纳矸荽_認(rèn)手段 。 因?yàn)槿藗儗?duì)人臉識(shí)別技術(shù)無(wú)排斥感 ， 所以從實(shí)際操作上來(lái)講 ， 人臉識(shí)別可接受程度好 ， 可作為最基本的身份驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行 推廣 。 人臉識(shí)別也在其它諸多領(lǐng)域里有著巨大的應(yīng)用價(jià)值 。 人臉識(shí)別 主要 包含兩個(gè) 步驟： (1)人臉檢測(cè)步驟對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行處理 ， 用來(lái)定位人臉信息的過(guò)程 ， 檢測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)之后的識(shí)別工作冇著重要的影響 ， 也是構(gòu)建人臉識(shí)別系統(tǒng)的第一步 。 (2)人臉識(shí)別就是將上一步檢測(cè)出的人臉 ， 與人臉庫(kù)中的人臉進(jìn)行比較 ， 出同一個(gè)人的人臉的過(guò)程。 1. 2 人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 人臉檢測(cè)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 人臉識(shí)別起源于上世紀(jì) 60、 70 年代 ， 經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)工作者的努力已日趨成 熟 [2,3]。 其中 ， 人臉檢測(cè)技術(shù)是智能人臉識(shí)別系統(tǒng)中的關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和前提條件 ， 也是面部表情識(shí)別 、 頭部狀態(tài)估計(jì)等應(yīng)用的前提條件。 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)別算法的調(diào)研報(bào)告 5 一個(gè)完善的智能人臉識(shí)別系統(tǒng)需要能夠應(yīng)對(duì)大自然環(huán)境中各種光照條件下的復(fù)雜圖像 ， 由此應(yīng)用要求引發(fā)的問(wèn)題 ， 使得對(duì)人臉檢測(cè)技術(shù)的探索漸漸地成為一個(gè)單獨(dú)的研究方向 ， 并受到越來(lái)越多的關(guān)注 ， 相關(guān)的應(yīng)用也得到了擴(kuò)展。 人臉檢測(cè)一般可以分為兩類 :一類是基于靜止圖像的 ,通過(guò)判斷在圖像中人臉的存在性 ,如存在則將人臉部分在圖像中圈出 。另一類基于視頻圖像 ,通過(guò)判斷人臉圖像在視頻中的情況來(lái)進(jìn)行檢測(cè) ,如包含人臉區(qū)域就將此區(qū)域標(biāo)記。后一種要比前一種難度更高 ,因?yàn)樗鼘?duì)算法實(shí)的時(shí)性有較高的要求。 另外 ,根據(jù)人臉檢測(cè)所處理的圖像的類別 ,可以將相關(guān)技術(shù)分為兩種類別進(jìn)行區(qū)分檢測(cè)。 (1)基于彩色圖像的人臉檢測(cè)方法 ,由于彩色圖像能夠提供豐富的信息 ,因此可以利用彩色圖像的自身特征進(jìn)行檢測(cè)。一般步驟為先用膚色檢測(cè)將膚色區(qū)域蹄選出來(lái)。然后在所選區(qū)域內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的臉部特征的識(shí)別 ,也存只用膚色進(jìn)行人臉檢測(cè)的。 (2)基于灰度圖像的人臉檢測(cè)方法 ,目前主要分為三個(gè)類別 :人臉特征識(shí)別法 ,人臉外貌識(shí)別和人臉模板匹配法。 關(guān)于人臉檢測(cè)與識(shí)