【正文】 ,其中大多數(shù)是基于方向?qū)?shù)掩模求卷積的方法。在 Matlab 中 ,各種濾波方法都是在空間域中通過不同的濾波算子實現(xiàn) ,可用 fspecial()函數(shù)來創(chuàng)建預定義的濾波算子 ,然后可以使用 imfilter()或 filter2()函數(shù)調(diào)用創(chuàng)建好的濾波器對圖像進行濾波。平滑濾波器可以用低通濾波實現(xiàn) ,目的在于模糊圖像或消除噪聲 。 圖像處理工具箱中提供了圖像直方圖均衡化的具體函數(shù) histeq(), 9 同時我們可以用函數(shù) imhist()函數(shù)來計算和顯示圖像的直方圖。 (1).灰度變換增強 有多種方法可以實現(xiàn)圖像的灰度變換 ,其中最常用的就是直方圖變換的方法 ,即直方圖的均衡化。而頻域法是在圖像的某個變換域內(nèi)對整個圖像進行操作 ,并修改變換后的系數(shù) ,如傅立葉變換、 DCT 變換等的系數(shù) ,然后再進行反變換 ,便可得到處理后的圖像。 圖像增強 圖像增強的目的是為了改 善圖像的視覺效果 ,提高圖像的清晰度和工藝的適應(yīng)性 ,以及便于人與計算機的分析和處理 ,以滿足圖像復制或再現(xiàn)的要求。 圖像處理工具箱為我們提供了不同圖像類型相互轉(zhuǎn)換的大量函數(shù) ,如 mat2gray()函數(shù)可以將矩陣轉(zhuǎn)換為灰度圖像 ,rgb2gray()轉(zhuǎn)換 RGB 圖像或顏色映像表為灰度圖像。另外還可以用 imcrop()、 imrisize()、 8 imrotate()等來實現(xiàn)圖像的裁剪、縮放和旋轉(zhuǎn)等功能。 圖像處理的基本操作 讀取和顯示圖像可以通過 imread()和 imshow()來實現(xiàn) 。數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)成為信息科學、計算機科學、工程科學、地球科學等諸多方面的學者研究圖像的有效工具。 數(shù)字圖像處理及過程 圖像是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段。利用這些工具箱 ,我們可以很方便的從各個方面對圖像的性質(zhì)進行深入的研究。 第二章 圖像處理的 Matlab 實現(xiàn) Matlab 簡介 由 Math Work 公司開發(fā)的 Matlab 語言語法限制不嚴格 ,程序設(shè)計自由度 大 ,程序的可移植性好。 第四章是對人臉圖像識別體系構(gòu)架的設(shè)計，并給出了人臉識別用到的理論知識即直方圖差異對比，并編寫 matlab 代碼實現(xiàn)人臉圖像識別。 論文的內(nèi)容及組織 第二章主要介紹人臉識別系統(tǒng)中所用到的仿真軟件 Matlab，介紹了在人臉圖像識別過程中所需要的圖像處理技術(shù)，包括：一些基本操作、格式轉(zhuǎn)換、圖像增強等。 (5)基于人臉圖像比對的身份驗證 即人臉確認 (Face Verification)問題。通過將輸入人臉圖像與人臉數(shù)據(jù)庫中的所有已知原型人臉圖像計算相似度并對其排序來給出輸入人臉的身份信息。 根據(jù)人臉 特征點檢測與標定的結(jié)果，通過某些運算得到人臉特征的描述（這人臉圖像獲取 人臉檢測 特征提取 人臉識別 6 些特征包括：全局特征和局部特征，顯式特征和統(tǒng)計特征等）。而人臉跟蹤則需要進一步輸出所檢測到的人臉位置、大小等狀態(tài)隨時間的連續(xù)變化情況。 (2)人臉的檢測 人臉檢測的任務(wù)是判斷靜態(tài)圖像中是否存在人臉。 廣義的講，自動人臉識別系統(tǒng)具有如圖 所示的一般框架并完成相應(yīng)功能的任務(wù)。 識別系統(tǒng)構(gòu)成 人類似乎具有“ 與生俱來”的人臉識別能力，賦予計算機同樣的能力是人類的夢想之一，這就是所謂的“人臉識別”系統(tǒng)。本文在總結(jié)分析人臉識別系統(tǒng)中幾種常用的圖像預處理方法基礎(chǔ)上，利用 MATLAB 實現(xiàn)了一個集多種預處理方法于一體的通用的人臉圖像預處理仿真系統(tǒng)，將該系統(tǒng)作為圖像預處理模塊可嵌入在人臉識別系統(tǒng)中，并利用灰度圖像的直方圖比對來實現(xiàn)人臉圖像的識別判定。 就從目前和將來來看，可以預測到人臉圖像識別將具有廣闊的應(yīng)用前 景，如表 11 中所列舉就是其中已經(jīng)實現(xiàn)或逐步完善的應(yīng)用。 國外對于人臉圖像識別的研究較早，現(xiàn)己有實用系統(tǒng)面世，只是對于成像條件要求較苛刻，應(yīng)用范圍也就較窄，國內(nèi)也有許多科研機構(gòu)從事這方而的研究，并己取得許多成果。使得同一個人，在不同的環(huán)境下拍攝所得到的人臉圖像不同，有時更會有很大的差別，給識別帶來很大難度。并且與指紋圖像不同的是，人臉圖像受很多因素的干擾 :人臉表情的多樣性 ?，F(xiàn)在己 有實用的計算機自動指紋識別系統(tǒng)面世，并在安檢等部門得到應(yīng)用，但還沒有通用成熟的人臉自動識別系統(tǒng)出現(xiàn)。 同時，進行人臉圖像識別研究也具有很大的使用價依。人臉圖像的機器識別研究就是在這種背景下興起的，因為人們發(fā)現(xiàn)許多對于人類而言可以輕易做到的事情，而讓機器來實現(xiàn)卻很難，如人臉圖像的識別，語音識別，自然語言理解等。 研究背景 自 70 年代以來 .隨著人工智能技術(shù)的興起 .以及人類視覺研究的進展 .人們逐漸對人臉圖像的機器識別投入很大的熱情，并形成了一個人臉圖像識別研究領(lǐng)域， .這一領(lǐng)域除了它的重大理論價值外，也極具實用價值。 目 錄 第一章 緒論 ................................................................................................................. 1 研究背景 ......................................................................................................... 2 人臉圖像識別的應(yīng)用前景 .............................................................................. 3 本文研究的問題 .............................................................................................. 4 識別系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................................................................. 4 論文的內(nèi)容及組織 .......................................................................................... 6 第二章 圖像處理的 Matlab 實現(xiàn) ................................................................................ 7 Matlab 簡介 ...................................................................................................... 7 數(shù)字圖像處理及過程 ...................................................................................... 7 圖像處理的基本操作 ............................................................................. 7 圖像類型的轉(zhuǎn)換 ..................................................................................... 8 圖像增強 ................................................................................................. 8 邊緣檢測 ................................................................................................. 9 Matlab實現(xiàn)實例 ................................................................ 9 本章小結(jié) ....................................................................................................... 13 第三章 人臉圖像識別計算機系統(tǒng) ........................................................................... 14 引言 ............................................................................................................... 14 ................................................................................................ 15 人臉檢測定位算法 ........................................................................................ 15 人臉圖像的預處理 ....................................................................................... 22 仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)的人臉圖像預處理方法 .......................................... 23 1 第四章 基于直方圖的人臉識別實現(xiàn) ....................................................................... 26 識別理論 ......................................................................................................... 26 人臉識別的 matlab 實現(xiàn) ............................................................................... 26 本章小結(jié) ....................................................................................................... 27 第五章 總結(jié) ............................................................................................................... 28 致謝 ............................................................................................................................. 29 參考文獻 ..................................................................................................................... 30 附錄 ............................................................................................................................. 32 2 第一章 緒論 本章提出了本文的研究背景及應(yīng)用 前景。首先闡述了人臉圖像識別意義；然后介紹了人臉圖像識別研究中存在的問題；接著介紹了自動人臉識別系統(tǒng)的一般框架構(gòu)成；最后簡要地介紹了本文的主要工作和章節(jié)結(jié)構(gòu)。 在進行人工智能的研究中，人們一直想做的事情就是讓機器具有像人類一樣的思考能力，以及識別事物、處理事物的能力，因此從解剖學、心理學、行為感知學 等各個角度來探求人類的思維機制、以及感知事物、處理事物的機制，并努力將這些機制用于實踐，如各種智能機器人的研制。如果能夠開發(fā)出具有像人類一樣的機器識別機制，就能夠逐步地了解人類是如何存儲信息，并進行處理的，從而最終了解人類的思維機制。如同人的指紋一樣，人臉也具有唯一性，也可用來鑒別一個人的身份。人臉圖像的自動識別系統(tǒng)較之指紋識別系統(tǒng)、 DNA 鑒定等更具方便性，因為它取樣方便，可以不接觸目標就進行識別，從而開發(fā)研究的實際意義更 3 大。以及外在的成像過程中的光照，圖像尺寸，旋轉(zhuǎn)，姿勢變化等。因此在各種干擾條件下實現(xiàn)人臉圖像的識別，也就更具有挑戰(zhàn)性。 人臉圖像識別的應(yīng)用前景 人臉圖像識別除了具有重大的理論價值以及極富挑戰(zhàn)性外，還其有許多潛在的應(yīng)用前景，利用人臉圖像來進行身份驗證，可以不與目標相接觸就取得樣本圖像，而其它的身份驗證手段，如指紋、眼睛虹膜等必須通過與