基于嵌入式的人脸表情识别系统的研究

作     者：郭鹏鹏 

作者单位：大连工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陶学恒;金桂月

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：嵌入式 图像采集 人脸检测 表情识别 小波变换 

摘      要：人脸表情识别的研究是结合了多门学科的研究,在各项领域中都能起到很好的推动作用,表情识别的应用又是很广泛的,能够应用到远程教育、安全交通、医疗行业等多个领域,所以研究表情识别具有重大的意义。 本文研究了人脸表情识别的各个阶段,对原始的图像信息进行人脸的检测定位,然后对检测到的人脸区域进行特征的提取降维处理,最终达到了有效的分类,识别出表情所属的范畴。本文重点介绍了基于肤色的人脸检测、基于二维Gabor小波的特征提取、基于PCA和LDA的融合算法的特征降维和基于SVM的表情识别的分类,在特征降维的方面,本文提出了一种新的降维算法,通过结合PCA和经典的LDA的算法来对表情特征进行降维处理,实验结果表明该算法大大的提高了计算机执行算法的速度和表情的识别率。 在人脸表情算法的研究基础上,本文为了适应不同场合的需求,提出了使用嵌入式的平台作为基础的研究平台,在嵌入式平台的低功耗、处理单一、成本低、携带便利、易操作等的特点的基础上,使用了一种基于ARM Cortex-A8系列的核心处理器。这个嵌入式平台主要包括了人脸图像信息的采集的驱动模块、采集的控制模块、图像检测模块以及网络传输模块,着重介绍了嵌入式(ARM Cortex-A8)、图像传感器ov5640、图像采集接口Video4Linux和网络传输WG7310的应用。实验结果表明,所设计的系统平台,具有稳定的性能,能实时的捕捉到清晰准确的图像数据,在远程图像信息采集上具有很好的实用性。 在实验部分,本文使用嵌入式平台采集了不同场合的图像信息,结合新型的算法,在Visual C++和Mat lab下做了大量的测试和仿真,通过仿真结果表明,对于采集来的高清的图像信息,能够对其有效地检测出人脸的区域,对于融合的降维算法的仿真,能够大大的提高表情识别率。