人脸定位.doc

第一章 绪论 1 1.1人脸识别的研究内容及其应用 1 1.2人脸识别技术的研究意义 2 1.3人脸识别方法的研究 3 1.3.1基于特征的人脸识别方法 3 1.3.2基于模板匹配的人脸识别方法 4 1.3.3其他方法 6 第二章 图像处理编程语言环境 9 2.1 MATLAB7.0的基本功能简介 9 2.1.1图像采集与导出 10 2.1.2图像分析与增强 10 2.1.3图像处理 10 2.2基于MATLAB7.0的图形用户界面GUI 11 2.2.1控件对象及属性 11 2.2.2控件对象的描述 11 2.2.3控件对象的属性 12 2.3 GUI开发环境 13 2.4 GUI程序设计 15 第三章 系统的整体设计 18 3.1系统的整体分析与设计 18 3.2系统的运行流程图 18 3.3系统的详细图像处理功能 19 3.3.1读取图片功能 19 3.3.2进行增加对比度的功能实现 20 3.3.3进行减小对比度的功能实现 22 3.3.4对图像进行灰度化处理 24 3.3.5二值化处理 25 3.3.6图像直方图的显示 27 3.3.7进行均衡化处理 29 3.3.8恢复原始图像的功能 31 3.3.9退出程序功能： 33 第四章 人脸定位功能的设计与实现 34 4.1人脸定位功能的设计 34 4.2检测算法的流程图 34 4.3人脸定位功能的实现 35 4.4结论与展望 42 致 谢 43 参考文献 44 附录1：主要英文参考资料及译文 45 第一章 绪论 1.1人脸识别的研究内容及其应用人脸识别技术是一项近年来兴起的，但不大为人所知的新技术。人们更多的是在电影中看到这种技术的神奇应用：警察将偷拍到的嫌疑犯的脸部照片，输入到电脑中，与警方数据库中的资料进行比对，并找出该嫌犯的详细资料和犯罪记录。这并非虚构的情节。在国外，人脸识别技术早已被大量使用在国家重要部门以及军警等安防部门。在国内，对于人脸识别技术的研究始于上世纪90年代，目前主要应用在公安、金 融、网络安全、物业管理以及考勤等领域。如同人的指纹、虹膜等特征一样，人脸也具有唯一性，可用来鉴别一个人的身份。人脸识别的研究真正开始成为热点是从上世纪80年代开始的，到现在已经取得了一定的研究成果，其表现是全世界相当数量的科研院所提出了各自的人脸识别算法，同时也出现了一批提供人脸识别相关产品的公司。国内中科院计算所物理所先进人机通信技术联合实验室高文博士领导的JDL人脸识别研究组和自动化所研究员李子青带头的研究团队在人脸识别的算法研究方面成果显著，还涌现出了如中科模识银晨科技等公司开始开发相关产品，而人体生物特征识别进展国际学术会议暨中国生物识别学术会议至今已经召开五届了。??? 比尔·盖茨曾做过这样的断言：生物识别技术将成为未来几年IT产业的重要革新。盖茨言论的背后支撑是，越来越多的个人、消费者、公司乃至政府机关都承认，现有的基于智能卡、身份号和密码的身份识别系统是远远不够的，生物特征识别技术将在未来提供解决方案方面占据重要的地位。在短期内，生物鉴别法便可与智能卡操作系统结合，用户通过使用个人密码及生物鉴别法以确认身份。根据中国科学院的新闻报道，中国第三代身份证将带指纹等生物识别特征。同其他的生物特征识别技术，如指纹识别、说话人、虹膜识别、DNA识别、步态识别相比，人脸识别具有主动性、非侵犯性和用户友好等许多优点，多年来一直受到许多研究者的关注。人脸识别应用广泛，可应用于以下的几个方面：??? 嫌疑犯照片的识别匹配??? 信用卡、驾驶执照、护照与个人身份的识别??? 银行、商场安全系统??? 公众场合监控??? 门禁系统、计算机登录控制??? 专家识别系统??? 基于目击线索的人脸重构??? 基于父母人脸的小孩脸推导生成??? 随着年龄增长的人脸估算这些应用包括了从静态的受控背景的照片到动态的、非控背景的录像等各个方面，各项应用都有着不同的技术难度、处理方式和分析理解方式。它们基本上可以分为两类：静态（非视频）匹配和动态（视频）匹配。本文研究的是前者。??? 近年来，人脸识别技术研究相当活跃。除了基于代数特征方法取得新的进展之外，人工神经网络、小波变换在人脸识别研究中都得到了很广泛的应用，出现了不少人脸识别的新方法。FRT在实用应用中仍面临着很严峻的问题,因为人脸五官的分布是非常相似的，而且人脸本身又是一个柔性物体，表情、姿态或发型、化妆的千变万化都给正确识别带来了相当大的麻烦。如何能正确识别大量的人并满足实时性要求是迫切需要解决的问题。 在人脸检测的基础上，面部关键特征检测试图检测人脸上的主要的面部特征点的位置和眼睛和嘴巴等主要器官的形状信息。灰度积分投影曲线分析、模板匹配、可变形模板、Hough变换、Snake算子、基于Gabor小