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基于小波和fisher脸的人脸识别算法研究

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基于小波和Fisher脸的人脸识别算法研究

作者：李杰北京交通大学

学位级别：硕士

人脸识别是计算机模式识别领域非常活跃的研究课题。在生物特征识别中,人脸识别占有极其重要的地位,它在访问控制、司法、电子商务和视频监控领域有十分广泛的应用。人脸图像预处理和特征提取是人脸识别系统的重要组成部分。本论文主要... 详细信息

人脸识别是计算机模式识别领域非常活跃的研究课题。在生物特征识别中,人脸识别占有极其重要的地位,它在访问控制、司法、电子商务和视频监控领域有十分广泛的应用。人脸图像预处理和特征提取是人脸识别系统的重要组成部分。本论文主要研究了小波变换在图像预处理中的应用和fisher脸方法在人脸特征提取中的应用,并对其进行了创新和改进,并且将本文的方法应用在实时的人脸识别系统当中。主要内容如下:(1)小波变换在人脸识别中得到了越来越广泛的应用,然而大多数应用小波变换对人脸图像进行预处理时,都仅仅采用了对图像进行小波分解后的近似图像,其实在进行小波分解过程中得到的图像的水平细节和垂直细节表现了眼睛,鼻子,嘴等细节,对人脸的表示也起到了一定作用。因此,本文提出了基于加权小波法来对图像进行预处理的方法,将小波分解得到的近似图像,水平细节,垂直细节按一定权重进行加权,实验结果表明,该方法比单独使用近似图像有更好的识别率。(2)介绍了fisher脸方法的基本原理,针对fisher脸法受特征维数限制的问题,引进了一种利用迭代法来增加特征维数的RFLD方法。但RFLD方法在大样本集的情况下,计算量比较大,本文针对RFLD方法的这点不足对其进行了改进。通过实验,我们发现,经过改进的方法不仅减少了计算量,并且保证了识别率,甚至提高了识别率。(3)将本文的算法应用在实时的人脸识别系统当中,通过USB摄像头进行实时人脸识别,验证了算法的可行性,获得了理想的效果。本文对人脸识别的中的图像预处理和特征提取方法进行了详细的阐述,对传统的方法进行了改进,通过实验,分析了本文算法的优点与不足,提出了以后研究工作的方向与目标。

关键词：人脸识别图像预处理小波变换特征提取 fisher脸

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基于Gabor滤波器包络的人脸识别算法

中国图象图形学报 2008年第12期13卷 2314-2320页

作者：张莹王耀南湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

2维Gabor滤波器已在文字、人脸和虹膜识别等方面得到广泛应用,Gabor滤波器在特征提取方面具有独特的优势,但高计算复杂度限制了应用。如何快速地利用Gabor滤波器进行识别成为当前研究的重点。提出了基于2维Gabor滤波器包络的人脸识别算... 详细信息

2维Gabor滤波器已在文字、人脸和虹膜识别等方面得到广泛应用,Gabor滤波器在特征提取方面具有独特的优势,但高计算复杂度限制了应用。如何快速地利用Gabor滤波器进行识别成为当前研究的重点。提出了基于2维Gabor滤波器包络的人脸识别算法,通过忽略Gabor滤波器的正弦部分,保留高斯成分构造矩形包络,将椭圆滤波器转换为矩形滤波器进行特征提取,即可以在不影响特征提取性能的情况下,只计算滤波器的主要能量区间,忽略区间以外的部分,提高了运算速度。在Yale和ORL人脸库上的测试结果证明,该算法分类准确度优于Eigenface和fisherface方法,且速度较传统的Gabor滤波器方法快20%,取得了满意的结果。

关键词： Gabor滤波器人脸检测 Gabor包络 Eigen脸 fisher脸

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基于广义判别分析方法的人脸识别

计算机工程 2008年第6期34卷 30-32页

作者：张莹王耀南湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

提出基于广义判别分析的人脸识别方法,通过非线性核函数把样本映射到高维线性空间,然后在高维空间运用线性判决算法,从而获得输入空间非线性判决特征,可以很好地适应人脸图像中的光照、表情以及姿态等复杂的变化。实验证明该方法用较少... 详细信息

提出基于广义判别分析的人脸识别方法,通过非线性核函数把样本映射到高维线性空间,然后在高维空间运用线性判决算法,从而获得输入空间非线性判决特征,可以很好地适应人脸图像中的光照、表情以及姿态等复杂的变化。实验证明该方法用较少的特征向量能获得比特征脸算法、fisherfaces算法更高的分类准确率。

关键词：广义判别分析人脸识别核函数特征脸 fisher脸

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基于二元树复小波特征表示的人脸识别方法

计算机应用 2007年第5期27卷 1135-1137页

作者：黄中美张小洪杨丹重庆大学数理学院重庆400030 重庆大学软件学院重庆400030

二元树复小波变换(DTCWT)具备近似平移不变、多方向选择、完全重构和高效计算等优点,适合于人脸特征提取。提出了一种新的基于二元树复小波变换的人脸特征表示方法,用二维DTCWT提取了人脸图像不同尺度、位置和方向的局部特征,并用多尺... 详细信息

二元树复小波变换(DTCWT)具备近似平移不变、多方向选择、完全重构和高效计算等优点,适合于人脸特征提取。提出了一种新的基于二元树复小波变换的人脸特征表示方法,用二维DTCWT提取了人脸图像不同尺度、位置和方向的局部特征,并用多尺度多方向的信息生成DTCWT人脸特征图。实验证明了DTCWT人脸特征表示方法提取了最具可判别性的人脸特征,获取了高识别率和泛化能力,优于其他特征表示方法。

关键词：二元树复小波变换 Gabor小波 fisher脸人脸识别

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单样本多姿态人脸识别研究

计算机应用 2006年第12期26卷 2851-2853页

作者：张生亮山西财经大学信息管理学院

对如何用单幅正面人脸图像进行训练,待识别图像具有多种姿态变化的人脸识别问题进行了研究。人脸识别算法的识别率常与每人的训练样本数正相关。但在实际应用中,要求每人提供多幅图像并不合理。通过增加虚拟图像提高识别率,给出了一种... 详细信息

对如何用单幅正面人脸图像进行训练,待识别图像具有多种姿态变化的人脸识别问题进行了研究。人脸识别算法的识别率常与每人的训练样本数正相关。但在实际应用中,要求每人提供多幅图像并不合理。通过增加虚拟图像提高识别率,给出了一种模拟人脸姿态改变后的近似图像的简单有效的算法。在FERET人脸库上的实验表明,该文提出的近似图像对提高识别率作用显著,最好识别率提高了28·2%。

关键词：人脸识别 fisher脸虚拟样本图像投影鉴别分析

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基于统计特征和小波分解方法的人脸识别研究

计算机工程与应用 2003年第6期39卷 88-91页

作者：刘志镜刘利王栋薛鸿民西安电子科技大学计算机信息应用研究中心西安710071

计算机的自动人脸识别是当今研究的热点和难点,并且在安全系统和商贸系统等领域有着广泛的应用。论文介绍了用于人脸识别的基于统计特征的方法和基于小波分解的方法,并对每种识别方法进行分析与比较,总结了影响人脸识别技术应用的关键... 详细信息

计算机的自动人脸识别是当今研究的热点和难点,并且在安全系统和商贸系统等领域有着广泛的应用。论文介绍了用于人脸识别的基于统计特征的方法和基于小波分解的方法,并对每种识别方法进行分析与比较,总结了影响人脸识别技术应用的关键因素。

关键词：统计特征小波分解人脸识别特征脸 fisher脸人脸图像图像处理计算机

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典型代数统计的人脸特征提取融合

小型微型计算机系统 2014年第7期35卷 1662-1666页

作者：王成郭飞赖雄鸣郑黎晓华侨大学计算机科学与技术学院福建厦门361021 西安交通大学电子与信息工程学院计算机系软件与理论研究所西安710049 华侨大学机电及自动化学院福建厦门361021

针对人脸识别领域中的经典特征提取算法PCA、LDA、SVD的一些不足,提出一种基于典型代数统计的人脸特征提取的融合算法.该特征提取方法将PCA、LDA、SVD特征有机融合起来,并能通过调整权值系数使组合前不同特征向量的信息贡献比例达到最优... 详细信息

针对人脸识别领域中的经典特征提取算法PCA、LDA、SVD的一些不足,提出一种基于典型代数统计的人脸特征提取的融合算法.该特征提取方法将PCA、LDA、SVD特征有机融合起来,并能通过调整权值系数使组合前不同特征向量的信息贡献比例达到最优,从原理上实现了fisherface特征和SVD特征在物理意义上的互补.在ORL和Yale人脸数据库上的BP神经网络分类器仿真实验表明,融合算法无论在识别正确率上还是识别效率上均高于传统的PCA、SVD、LDA和经典的fisher脸特征提取方法.

关键词：人脸识别特征提取 PCA LDA SVD fisher脸典型代数统计融合

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基于视频的人脸检测与识别研究

基于视频的人脸检测与识别研究

作者：吴培敏南昌大学

学位级别：硕士

生物特征识别利用人体固有的特征进行身份验证,能够极大程度提高验证的安全性,降低伪造和窃取的可能。其中,以人脸图像为对象的人脸识别技术具有非接触式识别、主动性强、操作友好等优点,成为生物特征识别领域中新兴的研究热点。人... 详细信息

生物特征识别利用人体固有的特征进行身份验证,能够极大程度提高验证的安全性,降低伪造和窃取的可能。其中,以人脸图像为对象的人脸识别技术具有非接触式识别、主动性强、操作友好等优点,成为生物特征识别领域中新兴的研究热点。人脸识别包括人脸目标检测和人脸目标识别两个过程,其中人脸目标检测是人脸识别的必要前提。本文针对视频图像的检测与识别问题,利用视频图像的连续性,通过基于区域特征的方法实现人脸目标的检测,并具有较高的检测率。为满足系统实时性要求,研究并提出改进的AdaBoost人脸检测算法,平均检测时间为110ms。在此基础上,利用MeanShift算法和Kalman滤波器结合的人脸跟踪方法对所检测出的人脸目标进行跟踪,实现目标的唯一检测,进一步提高系统的实时性。在人脸检测的基础上,本文提出综合fisher脸特征提取和支持向量机（SVM）分类的人脸识别方法。首先对检测出的人脸图像通过离散小波变换和主成份分析进行压缩和降维处理,然后采用fisher脸方法提取人脸特征,并利用支持向量机对所提取特征进行分类,实现不同人脸的识别。本文采用基于VS2008和OpenCV的软件开发平台构建检测和识别系统,分别对静态图像和动态视频进行检测和识别测试,测试结果表明,平均人脸检测时间为0.1秒/帧,在Yale标准人脸库人脸识别率可达97.6%,在ORL人脸库识别率可达97.5%。

关键词：人脸检测人脸识别 AdaBoost算法 fisher脸支持向量机

基于Gabor小波变换与支持向量机的人脸识别研究

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基于Gabor小波变换与支持向量机的人脸识别研究

作者：王永辉大连理工大学

学位级别：硕士

自动人脸识别是利用计算机分析人脸图像,从而提取出有效的识别信息,用来辨认身份的一门技术。可以被应用到公安系统的罪犯身份识别、驾驶执照及护照、银行及海关的监控系统、自动门卫系统和家庭娱乐等方面。本文主要研究了人脸识别的... 详细信息

自动人脸识别是利用计算机分析人脸图像,从而提取出有效的识别信息,用来辨认身份的一门技术。可以被应用到公安系统的罪犯身份识别、驾驶执照及护照、银行及海关的监控系统、自动门卫系统和家庭娱乐等方面。本文主要研究了人脸识别的特征提取和分类器设计两个部分。在特征提取方面,本文首先实现了三种典型的人脸特征提取方法:主成份分析方法、fisher脸方法、核fisher脸方法,分别对他们进行了分析和实验验证。然后主要探讨了利用Gabor小波变换进行特征提取的方法,其优点在于Gabor小波函数可以比较准确的描述人脑视觉皮层简单细胞的感受野,从而能有效的提取人脸特征。最后提出了一种基于Gabor小波变换特征提取的改进算法,即首先对人脸图像进行Gabor小波变换,得到Gabor小波变换特征,由于变换后的特征维数较高,所以要对变换特征进行降维,本文采用二次降维法,即首先对其进行空间采样,然后在进行第二次降维的过程中,不是使用传统的的fisher脸方法进行降维,而是使用本文提出的一种改进的fisher脸方法进行降维,得到变换特征基,人脸图像在其上面的投影作为分类器的输入。在分类器方面,本文主要应用了一种具有纠错能力的二类支持向量机分类器构成的多类分类器。这种分类器由于利用了通信中信道差错控制编码技术而具有纠错能力,这样即使几个二类分类器产生了错误的输出结果,由于具有纠错机制,这些错误对最终的分类不产生影响,仍然可以得到正确的分类结果,因此这种分类器具有比传统的分类器更好的分类效果。利用Gabor小波变换和这种分类器在ORL标准人脸数据库上的仿真实验取得了97.8%的平均识别率。

关键词：主成份分析 fisher脸 Kernel fisher脸 Gabor小波变换支持向量机