基于matlab的人臉識別系統(tǒng)設(shè)計開題報告

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目基于matlab的人臉識別系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院電氣與信息工程學(xué)院專 業(yè)自動化 班級0922112學(xué) 號092211247學(xué)生姓名張迎指導(dǎo)教師曹延生開題日期2013.4.85 基于matlab的人臉識別系統(tǒng)設(shè) 開題報告 1、 選題的背景與意義：（1） 課題研究來源：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。（二）課題研究的目的：利用matlab實現(xiàn)了一個集多種預(yù)處理方法于一體的通用的人臉圖像預(yù)處理仿真系統(tǒng)，將該系統(tǒng)作為圖像預(yù)處理模塊可嵌入在

2、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。（三）課題研究的意義：進行人臉圖像識別研究也具有很大的使用價依。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?，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)。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(biāo)就進行識別，從而開發(fā)研究的實際意義更大。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： （一）國內(nèi)研究現(xiàn)狀：在國內(nèi)，最早研究人臉識別的當(dāng)屬于中科院計算所跟哈工大的一個聯(lián)合面像實驗室。該實驗室的高文教授，陳曦林教授，山世光教授，直到今

3、天，都一直活躍在人臉識別領(lǐng)域，更可貴的是，在ieee上面發(fā)表了很多paper。這一點，很值得我們同學(xué)學(xué)習(xí)。后來該實驗室，成為上海銀晨的研發(fā)中心，專門為上海銀晨做技術(shù)研發(fā)和技術(shù)支持。其次是中科院生物研究所的李子清教授，以及下屬的中科奧森公司。接著是清華大學(xué)的丁曉晴教授。丁曉晴教授在ocr領(lǐng)域，可謂國內(nèi)第一人。不過最近幾年轉(zhuǎn)行做人臉識別，也是非常有成就的。由此可見，在國內(nèi)人臉識別領(lǐng)域來說，已經(jīng)具有了國際水平。 （二）國外研究現(xiàn)狀：在國外主要有美國，歐洲國家、日本等著名的科研機構(gòu)有美國的mit和cmu,英國的劍橋大學(xué)。在人臉識別領(lǐng)域中，國際上逐步形成了以下幾個研究方向：基于幾何特征的方法、基于膚色模

4、型的方法、基于模板匹配的方法、基于kl變換的特征臉方法、基于隱馬爾可夫模型的方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法等等。它們可以被歸類到基于顯示特征和基于隱式特征的兩大方法中。自從以上幾位學(xué)者運用基于haar特征和adaboost算法進行人臉檢測取得長足進步之后，基于haar特征的人臉檢測方法備受專家學(xué)者的青睞，國內(nèi)外相關(guān)研究成果也是層出不窮。三、課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新本課題主要研究的內(nèi)容是利用matlab實現(xiàn)了人臉圖像預(yù)處理仿真系統(tǒng)，將該系統(tǒng)作為圖像預(yù)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)人臉圖像的識別定位。利用傅里葉變換以及相關(guān)性法算實現(xiàn)人臉識別。經(jīng)過測試，圖像預(yù)處理模塊對圖像的處理

5、達到了較好的效果，提高了定位和識別的正確率。同時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(biāo)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目標(biāo)接觸或相當(dāng)接近來取得樣木，在某些場合，這些識別手段就會有不便之處。人臉檢測越來越受到大家的關(guān)注，他作為生物特征識別中一個非常重要的一個分支，已成為計算機視覺與模式識別領(lǐng)域中非?；钴S的一個研究領(lǐng)域。而基于人臉檢測更是學(xué)術(shù)界的一個難點。人臉圖像識別中所應(yīng)用matlab對圖像進行預(yù)處理，應(yīng)用該工具箱對圖像進行經(jīng)典圖像處理,通過實例來應(yīng)用matlab圖像處理功能，

6、對某一特定的人臉圖像處理，進而應(yīng)用到人臉識別系統(tǒng)。同時本文還總結(jié)分析了人臉識別系統(tǒng)中幾種常用的圖像預(yù)處理方法，并且利用matlab實現(xiàn)了一個集多種預(yù)處理方法于一體的通用的人臉圖像預(yù)處理仿真系統(tǒng)，將該系統(tǒng)作為圖像預(yù)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。本文的創(chuàng)新在于，利用matlab仿真軟件和傅里葉變換及相關(guān)性算法做出的人臉識別的頻譜圖以及頻譜圖的相關(guān)性系數(shù)，由相關(guān)性系數(shù)可得到，時域圖一樣的，相關(guān)性系數(shù)都是1而且頻域圖也一樣；時域圖不一樣時，相關(guān)性系數(shù)越接近于1相似度越大，頻域圖差別越小，但是也存在一定的缺點。四、課題的研究方法：主要方法是利用mat

7、lab仿真軟件進行系統(tǒng)仿真，同時也用到計算機視覺圖像處理，常用的人臉圖像的預(yù)處理方法有：圖像類型轉(zhuǎn)換、濾波去噪、灰度變換、邊緣檢測及二值化、尺寸歸一化、灰度歸一化等。作為通用人臉圖像預(yù)處理模塊，要能夠充分適應(yīng)不同人臉庫中圖像在人臉大小、光照強度、成像系統(tǒng)等方面的任意性和差異性，不能單獨采用某種單一的濾波、灰度變換和邊緣檢測方法。所以，在本仿真系統(tǒng)中，對上述的每種預(yù)處理方法全部加以實現(xiàn)的同時，還對三種最常用預(yù)處理方法：濾波去噪、灰度變換、邊緣檢測，提供了多種不同的具體算法供用戶比較、選擇之用。同時還利用的方法有，在人臉識別的過程中利用傅里葉變換并求取共軛的互能量普，由傅里葉變換的時域圖通過互相關(guān)

8、性算法得到頻域的頻譜圖。五、研究計劃及預(yù)期成果：關(guān)于“人臉識別”，在了解了人臉識別的各種方法后，選擇了圖像直方圖差值比較進行了實現(xiàn)。該方法能較好地實現(xiàn)人臉的分類，但對人臉圖像的要求較高，目前僅是采用orl的標(biāo)準(zhǔn)人臉庫中的圖像來進行測試，因此能獲得較高的識別率。而在現(xiàn)實生活中采集到的人臉圖像則會受到很多因素的影響，識別率就未必能達到要求了。若要進一步提高識別率和適用范圍，則還需要結(jié)合其它算法，如pca、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)以上內(nèi)容利用matlab仿真軟件和傅里葉變換及相關(guān)性算法做出的人臉識別的頻譜圖以及頻譜圖的相關(guān)性系數(shù)，由相關(guān)性系數(shù)可得到，時域圖一樣的，相關(guān)性系數(shù)都是1而且頻域圖也一樣；時域圖不一

9、樣時，相關(guān)性系數(shù)越接近于1相似度越大，頻域圖差別越小，進行人臉識別，但是也存在一些缺點，即使是相同的時域圖，它們的頻譜圖也存在一些差異。6、 參考文獻：1 祝磊,朱善安.人臉識別的一種新的特征提取方法j.計算機報,2007,342 何東風(fēng),凌捷.人臉識別技術(shù)綜述j.計算機學(xué)報,2003,(13):1275-783 younus fazl-e-basit javed和usman qayyum”,采用直方圖的人臉識和處理”,第三階段僅相關(guān)新興技術(shù)研報告4 何國輝,甘俊英.pca-lda算法在性別鑒別中的應(yīng)用j.中國圖像圖形報，2006,32(19):208-2115 王聃,賈云偉,林福嚴(yán).人臉識別系統(tǒng)中的特征提取j.自動化報,2005,216 張儉鴿,王世卿,盛光磊.基于小波和dfb-pca的人臉識別算法研究j.自動化學(xué)報，2007，23（2-1）7 曹林,王東峰,劉小