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基于CS-LBP算子的虹膜识别系统研究

基于CS-LBP算子的虹膜识别系统研究

作者：霍君中北大学

学位级别：硕士

虹膜识别系统在经历了一轮技术研发热潮之后已经趋于成熟，但在诸多方面的表现并非理想，识别系统的精确度和速度难以实现均衡。本文以提升用户体验度、加强识别检测针对性、完善识别系统的完整度和全面性为目的，对现有的识别技术进行... 详细信息

虹膜识别系统在经历了一轮技术研发热潮之后已经趋于成熟，但在诸多方面的表现并非理想，识别系统的精确度和速度难以实现均衡。本文以提升用户体验度、加强识别检测针对性、完善识别系统的完整度和全面性为目的，对现有的识别技术进行改进和优化，力求建立一种快速、有效、友好的实时虹膜识别系统。本论文对识别体系中的虹膜图像质量评估、虹膜图像预处理以及虹膜图像特征提取与匹配三环节进行分析和研究，主要工作和成果如下：在虹膜图像质量评估环节，本文采用一种基于高斯拉普拉斯算子的分步式、全方面的图像质量评估手段。通过引入“感兴趣”区域的概念，从而缩减检测范围、减小计算复杂度，避免对整幅虹膜图像进行逐一像素点的扫描;使用维度更小、检测范围更广的高斯拉普拉斯算子对“感兴趣”区域进行高频成分的提取和分析，在缩减计算量的同时提取出更多的高频成分，从而判断图像的散焦模糊程度;通过计算瞳孔上方“感兴趣”区域的平均灰度值来判断图像是否存在闭合、眼脸遮挡现象;利用水平方向的梯度算子判断虹膜受睫毛的遮挡程度。在虹膜图像预处理环节，本文以提高系统实时性并兼顾定位准确度为最终目标，寻求出一种基于灰度投影和数理统计相结合的虹膜内外圆定位算法。瞳孔的定位工作相对简单，只需对图像进行二值化处理，并利用边缘检测算子和最小二乘法便能够轻松、准确的完成虹膜内圆的定位工作;在虹膜外圆的定位过程中，使用灰度垂直投影确定外圆圆心坐标的取值范围并去除无用干扰信息，利用Canny算子进行边缘检测，并通过计算和统计圆心候选点与边缘点的距离，得出虹膜外圆的圆心坐标与半径参数，从而实现对虹膜图像的定位功能。将Daugman教授提出的橡皮弹性模型与双线性插值法相结合完成虹膜图像的归一化处理;仅选取靠近瞳孔下方、纹理信息丰富的分辨率大小为256×32的虹膜区域作为特征提取与识别的依据。本文方法避免了Daugman教授利用微积分算子对整幅图像进行繁杂扫描，也不同于Wildes教授利用Hough变换进行三参数空间的叠加求最优解，能够在精准度和时效性之间达到均衡。在虹膜图像的特征提取与匹配环节，本论文对传统局部二值模式算子（lbp）进行优化改进，对CS-LBP算子的编码方式和参数选择进行深入探讨。该算子能够在最大程度上缩减虹膜特征信息描述码和内存消耗，在具备灰度不变特性的同时能够兼顾方向性，可以提取出不同方向的纹理信息。此外，本文以错误接受率FAR、错误拒绝率FRR、ROC曲线为依据，对CS-LBP算子中像素比较点个数N和范围半径R的取值进行分析比较，对采集时虹膜图像发生角度旋转的现象提出弥补措施，并提出基于图像均值和标准差以及Hamming距离的两种图像匹配方法。

关键词：虹膜识别系统虹膜定位 Canny 算子 CS-LBP 图像质量评估

基于CS-LBP特征融合的人脸智能识别方法研究

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信息通信 2020年第6期33卷 40-42页

作者：张四平王梅胡念湖南信息职业技术学院软件学院湖南长沙410200

传统人脸智能识别方法存在识别正确率低的问题,为此提出了一种基于CS-LBP特征融合的人脸智能识别方法。通过分析人脸表情特征提取流程,设计CS-LBP特征融合目标计算,获取模糊特征lbp阈值。并结合不同lbp算子距离,均衡人脸图像灰度,以此... 详细信息

传统人脸智能识别方法存在识别正确率低的问题,为此提出了一种基于CS-LBP特征融合的人脸智能识别方法。通过分析人脸表情特征提取流程,设计CS-LBP特征融合目标计算,获取模糊特征lbp阈值。并结合不同lbp算子距离,均衡人脸图像灰度,以此提高人脸识别图像的清晰度。同时,绘制人脸识别标准纹路模型,计算经过识别后的人脸纹路与标准纹路的垂直距离,判断距离是否符合高斯单元线性组合规律,若符合规律可输出识别参数与结果,完成人脸的智能识别。采用设计实验的方式,验证了提出方法在实际识别应用中,可提高人脸图像识别正确的次数,证明了设计方法更具备实际应用价值。

关键词： CS-LBP 特征融合人脸识别智能识别

基于Gabor和CS-LBP的人脸系统研究

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中国科技信息 2016年第23期 39-39页

作者：邵鹏威段晨辉关瑜北方工业大学计算机学院

本系统采用改进过的Gabor算法以及CS-LBP算法相结合的方法,作为人脸身份认证的识别方式,该方法利用改进Gabor算法在局部频率信息提取上的优势,结合cslbp算法减少计算复杂度,在提高识别率的同时减少识别时间,实现一个便捷可靠的身份认证... 详细信息

本系统采用改进过的Gabor算法以及CS-LBP算法相结合的方法,作为人脸身份认证的识别方式,该方法利用改进Gabor算法在局部频率信息提取上的优势,结合cslbp算法减少计算复杂度,在提高识别率的同时减少识别时间,实现一个便捷可靠的身份认证系统。

关键词： lbp 识别方法算法识别率识别时间计算复杂度人脸识别系统 Gabor CS-LBP 中心对称局部二值模式

基于Gabor和CS-LBP的人脸识别研究

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中国科技信息 2016年第18期 44-45页

作者：唐婉冰邵鹏威段晨辉陈雨晗李琛北方工业大学计算机学院

由于使用Gabor小波描述的人脸易忽略人脸的局部特征,且存在一定的冗余度,本文研究了一种基于Gabor滤波和中心对称局部二值模式(CS-LBP)的人脸识别方法。该方法结合了Gabor提取人脸图像在空域和频域局部信息的优势和CS-LBP提取细节纹理... 详细信息

由于使用Gabor小波描述的人脸易忽略人脸的局部特征,且存在一定的冗余度,本文研究了一种基于Gabor滤波和中心对称局部二值模式(CS-LBP)的人脸识别方法。该方法结合了Gabor提取人脸图像在空域和频域局部信息的优势和CS-LBP提取细节纹理特征的优势,可以提取出更好的用于识别的特征。在Yale人脸数据库上的测试结果显示,此方法得到的识别率更高,鲁棒性更好。

关键词：人脸识别识别方法测试集训练集 lbp Gabor CS-LBP

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基于NSCT子带融合特征的纹理材质分类

计算机应用与软件 2023年第2期40卷 217-222,264页

作者：陈旭徐超义南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044

由于图像纹理特征具有复杂且没有规律的特点,单一的纹理特征提取算法不能充分地描述图像纹理。因此,提出基于NSCT的高低频子带的CS-LBP和Tamura融合特征的纹理分类方法。此外,对CS-LBP算法进行了优化,得到Dcs-LEBP,在提取了图像局部边... 详细信息

由于图像纹理特征具有复杂且没有规律的特点,单一的纹理特征提取算法不能充分地描述图像纹理。因此,提出基于NSCT的高低频子带的CS-LBP和Tamura融合特征的纹理分类方法。此外,对CS-LBP算法进行了优化,得到Dcs-LEBP,在提取了图像局部边缘特征信息的基础上又加入了低频信息,提高了算法的抗噪性和特征提取的全面性。融合的纹理特征通过支持向量机(SVM)进行分类识别,实验结果表明,该方法能够提取多尺度、多方向的纹理特征,提高了分类精度,并且优化的Dcs-LEBP算法比原算法性能更加优秀。

关键词：纹理特征 NSCT CS-LBP Tamura 支持向量机

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面向拷贝检测的图像哈希算法

计算机应用研究 2019年第2期36卷 611-614,620页

作者：沈麒赵琰上海电力学院电子与信息工程学院上海200090

为了准确、快速地将拷贝图像识别出来,提出一种基于CS-LBP(centrally symmetric local binary pattern)纹理与位图像统计的图像哈希算法。算法首先对图像作预处理;然后利用三级小波分解得到近似图像和高频信息,对第二、三级近似图像利用... 详细信息

为了准确、快速地将拷贝图像识别出来,提出一种基于CS-LBP(centrally symmetric local binary pattern)纹理与位图像统计的图像哈希算法。算法首先对图像作预处理;然后利用三级小波分解得到近似图像和高频信息,对第二、三级近似图像利用Ring分割,提取每一环的统计特征,对第二、三级高频信息的水平方向分量和垂直方向分量进行位图像分解,提取统计特征;最后将所有的低频和高频特征联合起来生成图像哈希序列。实验结果表明所提算法的分类性能优于现有的一些哈希算法,在拷贝检测应用上具有很好的准确率。

关键词： CS-LBP Ring分割位图像图像拷贝检测

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基于权值优化与纹理特征的快速人脸分割算法

计算机应用研究 2015年第8期32卷 2496-2499页

作者：孙巍郭敏陕西师范大学计算机科学学院西安710062

针对传统Grab Cut在GMM迭代估计阶段仅单纯地考虑像素点的RGB彩色信息,当前景细节区域与它的周围区域颜色差异较大时容易发生分割错误,以及基于像素的运算导致分割效率不高的问题,提出一种结合权值优化与CS-LBP纹理特征的改进算法。该... 详细信息

针对传统Grab Cut在GMM迭代估计阶段仅单纯地考虑像素点的RGB彩色信息,当前景细节区域与它的周围区域颜色差异较大时容易发生分割错误,以及基于像素的运算导致分割效率不高的问题,提出一种结合权值优化与CS-LBP纹理特征的改进算法。该算法利用多尺度分水岭对图像进行预分割,构建区域邻接图;然后对每个区域进行颜色和纹理特征的提取,通过权值迭代优化算法使区域的数据项权值与周边分块区域的权值相关联,采用自适应参数将纹理约束项引入能量函数,并将改进算法应用于人脸图像分割,有效改善了分割效果。实验结果表明,该算法分割结果更加准确,效率更高。

关键词： Grab Cut算法多尺度分水岭权值优化 CS-LBP 人脸图像分割

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基于头部姿态估计的人机交互系统研究

基于头部姿态估计的人机交互系统研究

作者：廖巧珍重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着人们对新的人机交互手段的需求日益增加,基于计算机视觉的人机交互技术成为当前研究的热点。头部的自由朝向能够非常自然地指示方向,基于头部姿态估计的人机交互可以让老年人和残障人士拥有自然、友好的无障碍交互方式。因此,基于... 详细信息

随着人们对新的人机交互手段的需求日益增加,基于计算机视觉的人机交互技术成为当前研究的热点。头部的自由朝向能够非常自然地指示方向,基于头部姿态估计的人机交互可以让老年人和残障人士拥有自然、友好的无障碍交互方式。因此,基于头部姿态估计的人机交互系统研究具有深远的现实意义和应用前景。本文研究并实现了一种基于头部姿态估计的人机交互方法,通过设计人脸检测模块、人脸姿态特征提取模块和头部姿态估计模块实现头部姿态的识别。基于智能轮椅平台,设计并实现了一种基于头部姿态估计的人机交互系统。首先采用肤色分割结合AdaBoost算法实时完成人脸检测和定位,分离出图像中的多姿态人脸区域。针对头部姿态估计受光照变化、单一特征信息、噪声干扰等因素影响导致识别率低的问题,提出一种融合二阶HOG(Histogram of Oriented Gradient,梯度方向直方图)和CS-LBP(Center Symmetric Local Binary Pattern,中心对称局部二值模式)的人脸姿态特征提取方法。通过将二阶HOG提取的轮廓特征和CS-LBP提取的纹理特征进行融合,得到更有效的人脸姿态特征。同时本文还采用KPCA算法(Kernel Principal Component Analysis,核主成分分析)对融合的特征进行降维,进一步提升系统识别的实时性。然后针对随机森林(Random Forest,RF)算法由于引入两大随机过程导致算法的稳定性不强、容易陷入局部最优等问题,提出了一种改进蜜蜂交配优化的随机森林算法,构建了多姿态人脸分类器。通过引入改进的蜜蜂交配优化算法来动态改变随机森林中的决策树,以增强随机森林的多样性,提高随机森林的分类准确性与稳定性,最终实现头部姿态的准确估计。该头部姿态估计方法在FERET和CAS-PEALR1人脸库中的测试识别率分别高达96.16%和96.24%,且具有较强的稳定性。最后设计并实现了一种基于头部姿态估计的智能轮椅人机交互系统,将头部姿态识别结果转换成控制指令实现对智能轮椅的控制,并在不同光照环境下进行了重复性、对比性实验。实验结果表明,该头部姿态估计系统具有较好的鲁棒性与实时性。

关键词：人机交互头部姿态估计二阶HOG CS-LBP 随机森林

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基于特征点的图像拼接技术研究

基于特征点的图像拼接技术研究

作者：赵斯曼重庆大学

学位级别：硕士

图像拼接技术能将用不同设备、在不同时间、以不同视角拍摄的同一目标的多张图像合成一副高分辨率、宽视野的图像,一方面剔除了图像序列的冗余信息,另一方面兼顾了目标的局部和全局信息,因此具备很强的实用性,在医疗、军事、教育等领域... 详细信息

图像拼接技术能将用不同设备、在不同时间、以不同视角拍摄的同一目标的多张图像合成一副高分辨率、宽视野的图像,一方面剔除了图像序列的冗余信息,另一方面兼顾了目标的局部和全局信息,因此具备很强的实用性,在医疗、军事、教育等领域都得到了广泛应用。随着近年来智能监控系统的快速发展和大范围应用,智能监控环境下对图像拼接技术的需求日益凸显出来。在使用摄像头进行监控的过程中,同样会出现上述信息冗余、全局视野与局部分辨率矛盾的问题,且由于监控的持续性和监控对象的移动性,这些问题显得更为突出。因此,智能监控等领域对图像拼接技术有着极大的应用需求,研究图像拼接技术具有重要意义。图像拼接包含图像匹配、图像变换和图像融合三大关键技术,本文重点研究图像匹配技术。主要研究内容和成果如下:①使用特征点数目不同的多张实拍图像进行了基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)的拼接算法验证。在验证过程中发现,无论特征点数目多少,影响拼接算法耗时的主要因素都在于图像匹配步骤中的特征描述过程。因此为了降低SIFT特征描述的耗时,从邻域形状、描述对象和向量降维三个方向研究了国内外一系列SIFT描述改进算法,指出改进描述对象的算法(如引入lbp等)降低描述时间尤为出众,匹配性能和维数也适中,是改善性能的一个可行的研究点。②本文选择改进描述对象。针对lbp(Local Binary Patterns)和CS-LBP(Center Symmetric Local Binary Patterns)的不足,首先考虑隔点采样时采样点邻点具有同等贡献,提出了邻点贡献度加权策略;然后考虑到不同分辨率下特征区域的稳定性,增添了多分辨率融合策略。根据两大策略分别构建了相应的CWCS-LBP(Contribution Weighting Center Symmetric Local Binary Patterns)描述子和MFCS-LBP(Multi-resolution Fusion Center Symmetric Local Binary Patterns)描述子,以此提升描述子的可区分性和在视角、尺度等变换下的鲁棒性。最终得到了一种基于MFCS-LBP的图像拼接算法。③本文分别用描述子实验、拼接算法实验和模拟实际场景应用实验测试了SIFT、CS-LBP和MFCS-LBP描述子及其拼接算法的耗时和性能。实验结果证明,与基于SIFT的图像拼接算法相比,本文提出的基于MFCS-LBP的图像拼接算法降低了拼接的整体耗时,提升了对尺度、视角等拼接过程中常见变换的稳定性。

关键词：图像拼接图像匹配特征描述 SIFT CS-LBP