【正文】 經(jīng)常被使用的原因。 (2)HIS格式（色度、飽和度、 亮度模型） 這種格式反應(yīng)了人類觀察色彩的方式，同時(shí)也有利于圖像處理。當(dāng)然各種色彩空間只不過是色彩在計(jì)算機(jī)內(nèi)不同的表達(dá)形式而已，每一種色彩空間也都有其各自的產(chǎn)生背景、應(yīng)用領(lǐng)域等。因此本設(shè)計(jì)中 所要完成的主要功能如下所述： （ 1） 圖像獲取功能 該模塊主要是從圖片庫中獲取圖片，獲取后的圖片可以在軟件的界面中顯示出來，以便進(jìn)行識(shí)別。1AB H f DHD f f D???????長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 特征定位與提取模塊 人臉定位是將典型的臉部特征（如眼睛，鼻尖，嘴唇等等）標(biāo)記出來，在本系統(tǒng)中，定位的特征是眼睛，鼻尖和嘴巴三個(gè)。通過這種方法，亮度可以更好地在直方圖上分布。 以便于 分析理解和識(shí)別并減少計(jì)算量 。圖像的二值化， 就是將圖像上的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為 0或 255，大于 T的像素群 設(shè)為 255， 小于 T的像素群 設(shè)為 0， 可以用一個(gè)比特表示一個(gè)像素，“ 1”表示黑色，“ 0”表示白色，當(dāng)然也可以倒過來表示，這種圖像稱之為二值圖像。 YCrCB色彩空間是以演播室質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)的 CC601編碼方案中采用的彩色表示模型。 圖像預(yù)處理就是對(duì)獲取得來的圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，使它具有的特征能夠在圖像中明顯的表現(xiàn)出來。 (6)節(jié)省資源原則 應(yīng)用程序充分利用現(xiàn)有的資源，盡量減少不必要的再投資。 (3)實(shí)用性原則 任何系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都要考慮其實(shí)用性，系統(tǒng)開發(fā)的目的是為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理自動(dòng)化、規(guī)范化，提高工作效率，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少開支。這樣的流程決定了程序所應(yīng)具有的功能，程序功能流程，如圖 31 所示： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 31 系統(tǒng)流程圖 面部檢測(cè)與定位系統(tǒng) 退出程序 打開圖像 人臉區(qū)域檢測(cè) 基于相似度的方法 基于皮膚區(qū)域、頭發(fā)區(qū)域的方法 特征標(biāo)注 標(biāo)記眼睛 標(biāo)記嘴巴 標(biāo)記鼻子 邊緣提取 相似度計(jì)算 二值化 水平直方圖 垂直直方圖 標(biāo)出人臉和頭發(fā)區(qū)域 頭發(fā)直方圖 臉的直方圖 標(biāo)記人臉區(qū)域 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則 (1)開放性、可擴(kuò)充性、可靠性原則 開放系統(tǒng)是生產(chǎn)各種計(jì)算機(jī)產(chǎn)品普遍遵循的原則，遵循這種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品都符合一些公共的、可以相互操作的標(biāo)準(zhǔn)，能夠融洽的在一起工作。 系統(tǒng)流程分析 用戶使用這款軟件時(shí)，要按照一定的流程來進(jìn)行操作。 本系統(tǒng)采用一種濾波方法萊消除噪聲。 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)規(guī)劃 本系統(tǒng)主要研究的對(duì)象是圖像，系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)圖像進(jìn)行光線補(bǔ)償、 二值化 、直方圖、標(biāo)記特征區(qū)域等，每個(gè)小模塊的實(shí)現(xiàn)都有許多相應(yīng)的算法。 安裝運(yùn)行環(huán)境 CPU 要求： 500M 及以上 內(nèi)存： 64M 以上 操作系統(tǒng)： Windows 系列 操作系統(tǒng) 支持軟件： Microsoft Visual Studio 開發(fā)工具選擇 本次設(shè)計(jì)所用的開發(fā)工具是 Microsoft Visual C++ 。 系統(tǒng)軟件配置方案：配置有持續(xù)工作能力、高穩(wěn)定性、高度可集成的開放是標(biāo)準(zhǔn)的操作 系統(tǒng)。 開發(fā)運(yùn)行環(huán)境 開發(fā)環(huán)境 （ 1）硬件環(huán)境 硬件配置原則：具有可靠性，可用性和安全性，具有完善的技術(shù)支持。 去噪聲處理 ：在圖像的采集過程中 ,由于各種因素的影響 ,圖像中往往會(huì)出現(xiàn)一些不規(guī)則的隨機(jī)噪聲 ,如數(shù)據(jù)在傳輸、存儲(chǔ)時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)丟失和損壞等 ,這些都會(huì)影響圖像的質(zhì)量，因此需要將圖片進(jìn)行消除噪聲 處理 。 技術(shù)分析 圖像的處理方法很多，我們可以根據(jù)需要，有選擇地使用各種方法。 可行性分析 面部識(shí)別系統(tǒng)現(xiàn)在在大多數(shù)領(lǐng)域中起到舉足輕重的作用，尤其是用在機(jī)關(guān)單位 的安全和考勤、網(wǎng)絡(luò)安全、銀行、海關(guān)邊檢、物業(yè)管理、軍隊(duì)安全、智能身份證、智能門禁、司機(jī)駕照驗(yàn)證、計(jì)算機(jī)登錄系統(tǒng)。 本論文目的 本論文主要對(duì)該人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，并介紹各模塊的功能，重點(diǎn)介紹圖像預(yù)處理模塊，對(duì)其內(nèi)的子模塊的功能 和算法進(jìn)行詳細(xì)講述，主要介紹光線補(bǔ)償、 二值化 、 直方圖， 通過以上處理能夠成功標(biāo)記出人臉區(qū)域， 圖像預(yù)處理模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著極其關(guān)鍵的作用，圖像處理的好壞直接影響著后面的定位和識(shí)別工作 ， 最 后介紹人臉特征標(biāo)記與定位的方法 。這種思想和其他思想的不同之處在于，他并不首先人工的對(duì)人臉進(jìn)行分析或是抽取模板，也不對(duì)輸入圖像 進(jìn)行復(fù)雜的處理，而是利用大量的人臉整體外觀用結(jié)構(gòu)化的方法來訓(xùn)練出 人臉檢測(cè)的分類器。當(dāng)然各種人臉特征的綜合運(yùn)用對(duì)于提高檢測(cè)算法的性能會(huì)有很大幫助。例如：“正面人臉都包括兩只位置相互 對(duì)稱的眼睛”、“灰度圖像中眼睛要比臉上其他地方暗”等。如今，雖然在這方面的研究已取得了一些可喜的成果，但是面部的檢測(cè)與定位在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著很嚴(yán)峻的問題，因?yàn)槿四樜骞俚姆植际欠浅Ｏ嗨频模胰四槺旧碛质且粋€(gè)柔性物體，表情、姿態(tài)或發(fā)型、化妝的千變?nèi)f化都給正確識(shí)別帶來了相當(dāng)大的麻煩。 面部識(shí)別的研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的日趨發(fā)展，快速有效的自動(dòng)身份識(shí)別的要求日益迫切，這使得面部識(shí)別技術(shù)的發(fā)展變得越來越重要。這對(duì)于人臉鑒別特別有價(jià)值，因?yàn)槿四樿b別通常使用正面照，要鑒別的人臉圖像是不同時(shí)期拍攝的，使用的照相機(jī)不一樣。在機(jī)場(chǎng)開展的測(cè)試中，系統(tǒng)發(fā)出的錯(cuò)誤警報(bào)太多，國(guó)外的一些高校（卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（ Carnegie Mellon University）為首，麻省理工大學(xué)（ Massachusetts Institute of Technology ）等，英國(guó)的雷丁大學(xué)（ University of Reading））和公司（ Visionics 公司 Facelt 人臉識(shí)別系統(tǒng)、Viiage 的 FaceFINDER 身 份驗(yàn)證系統(tǒng)、 Lau Tech 公司 Hunter 系統(tǒng)、德國(guó)的 BioID 系統(tǒng)等）的工程研究工作也主要放在公安、刑事方面，在考試驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 方面深入研究并不多 [7]。 美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室也是利用 vc++開發(fā)，通過軟件實(shí)現(xiàn)的，并且 FAR 為 49%。在國(guó)內(nèi)，對(duì)于面部識(shí)別技術(shù)的研究始于上世紀(jì) 90年代，目前主要應(yīng)用在公安、金融、網(wǎng)絡(luò)安全、物業(yè)管理以及考勤等區(qū)域。而面部識(shí)別是所有的生物識(shí)別方法中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，面部識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)近年來興起的，但不大為人所知的新技術(shù)。目前，微電子和視覺系統(tǒng)方面取得的新進(jìn)展，使該領(lǐng)域中高性能自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的實(shí)現(xiàn)代價(jià)降低到了可以接受的程度。在國(guó)外 ，面部識(shí)別技術(shù)早已被大量使用在國(guó)家重要部門以及軍警等安防部門。 1993年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究項(xiàng)目署 (Advanced Research Projects Agency)和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(Army Research Laboratory)成立了 Feret(Face Recognition Technology) 項(xiàng)目組，建立了 feret 人臉數(shù)據(jù)庫，用于評(píng)價(jià)人臉識(shí)別算法的性能。這種算法需要人工或自動(dòng)指出圖像中人的兩眼的中心坐標(biāo)，然后進(jìn)行識(shí)別。北京科瑞奇技術(shù)開發(fā)股份有限公司在 2021 年開發(fā)了一種人臉鑒別系統(tǒng)，對(duì)人臉圖像進(jìn)行處理，消除了照相機(jī)的影響，再對(duì)圖像進(jìn)行特征提取和識(shí)別。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平和國(guó)際先進(jìn)水平 [6]。面部識(shí)別技術(shù)是一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域，它覆蓋了數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、心理學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)等諸多學(xué)科的內(nèi)容。 （ 1） 基于知識(shí)的自頂向下的方法 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 這種方法是基于我們?cè)谡J(rèn)識(shí)人臉的過程中所總結(jié)出來的一些先驗(yàn)知識(shí)，把它們歸結(jié)成為一 些復(fù)雜程度由簡(jiǎn)而繁的規(guī)則。舉例來說，我們可以用數(shù) 字圖像處理中常用的提取邊界的方法在輸入圖像中尋找邊界，然后試探哪些邊界能像正面人臉的左邊線、右邊線和發(fā)髻線那樣構(gòu)成人臉的輪廓；還可以利用從圖像中提取出來的色彩和紋理信息與人臉的色彩和紋理模型進(jìn)行比較，得出可能的人臉區(qū)域。 （ 4） 基于人臉外觀的方法 這種思 想是指通過搜集大量的人臉和非人臉樣本作為訓(xùn)練集，用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī) (SVM)等方法訓(xùn)練出一個(gè)分類器來檢測(cè)人臉。但各種檢測(cè)算法都存在著效率與性能上的 矛盾，即在正確率、魯棒性能等方面更好的算法往往會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間及系統(tǒng)消耗 [3]。然而，面部識(shí)別技術(shù)由于其具有復(fù)雜、難度大且起步晚的特點(diǎn)，當(dāng)前發(fā)展還不是很成熟，這極大地限制了它的應(yīng)用。日后的應(yīng)用前景十分廣闊。 圖像的亮度變化 ： 由于圖像的亮度在不同環(huán)境的當(dāng)中，必然受到不同光線的影響，圖像就變得太暗或太亮，我們就要對(duì)它的亮度進(jìn)行調(diào)整，主要采取的措施是對(duì)圖像進(jìn)行光線補(bǔ)償。對(duì)于人臉建模來說，不僅要長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 6 頁