彩色视频图像中脸检测与跟踪.pdf

摘 要 摘 要 人脸分析是近年来计算机视觉与模式识别领域里的热点研究问题之一，因为 它在身份认证、视觉监控、人机交互、娱乐动画、以及多媒体等领域有着广泛的 应用前景。人脸分析的研究中包含的课题很多，比如：检测、跟踪、识别、表情 分析、建模、动画等。而人脸检测和跟踪是人脸信息处理的第一个环节。本文主 要研究了彩色视频图像中人脸检测与跟踪，研究内容如下： 1. 首先系统地总结了视频图像序列中人脸检测与跟踪的理论基础和前人 的工作。 2. 针对复杂背景下多姿态静态灰度人脸图像，提出了一种通过直接对眼睛 这一特征自动检测与定位，从而实现对人脸检测的新方法，并将此方法运用到视 频中。首先对原灰度图像做边缘灰度加强；然后结合根据人脸几何特征先验知识 建立的人眼位置判定准则，在分割阈值递增的过程中，寻找能分割出双眼眼块的 最优分割阈值；最后用两维相关系数作为对称相似度来检验检测出的双眼的真实 性，并利用找到的双眼图像垂直方向的灰度积分投影，精确定位瞳孔中心。对于 彩色图像，首先进行光线补偿，然后利用肤色在YCgCb 颜色空间的分布特性建 立肤色模型，粗略找出肤色区域，进行灰度变换后，再采用上述方法检测人脸。 实验结果证实了本文方法在速度和准确性方面具有良好的性能。 3. 根据实际跟踪环境本文引入了颜色直方图方式作为跟踪线索,因为该描 述对平移、尺度变化、旋转和部分遮掩均有较强的鲁棒性，故将其作为跟踪线索； 在肤色模型匹配阶段，选择基于直方图的中心矩匹配准则；为了进一步提高跟踪 速度，在有哪些信誉好的足球投注网站过程中，运用了运动预测的方法,减小模型匹配的有哪些信誉好的足球投注网站空间；最后 为了防止跟踪过程中，模版的偏离，需及时更新跟踪肤色模型。实验表明,该跟 踪方法能有效地处理人脸旋转和背景干扰,并且能够在由于遮掩等原因而丢失目 标的情况下,及时有效地重新捕获已丢失的目标。 4. 使用Microsoft VC++6.0 开发工具，建立一个基于MFC 的应用程序。其 中包括：图像处理相关算法、用于黑块标记的扫描线种子填充算法、图像相似度 计算、人眼判定准则算法、矩阵求逆、预测算法、直方图颜色矩匹配等。用到的 I 彩色视频图像中人脸检测与跟踪 Windows API 接口函数主要有两部分：DIB 位图处理函数和VFW 视频处理函数， 前者用于完成对图像的载入、处理和保存；后者用于实现视频中实时捕获人脸图 像。 关键词： 人眼定位，阈值递增，灰度积分投影，肤色模型，预处理，人脸跟踪，运 动预测，颜色直方图。 II Abstract Abstract Face analysis is one of hot topics in the field of computer vision and pattern recognition because of the potential applications in many fields, such as identity authentication, surveillance, human-computer interface，multi-media and so on.. It includes face detection, tracking, recognition, facial expression analysis, modeling and animation. Face detection and tracking is the first step of the face information processing. In this thesis, we focus on face detec