基于局部特征的人臉識(shí)別身份驗(yàn)證系統(tǒng)
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【摘要】:生物識(shí)別技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于身份驗(yàn)證,人臉是身份驗(yàn)證中最有效的部位,它非常適用于公共場(chǎng)合的主動(dòng)搜索,沒有直接的侵犯性,因此將人臉應(yīng)用在身份驗(yàn)證中是非常有實(shí)際意義的,對(duì)人臉識(shí)別中的技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究是非常有價(jià)值的;目前身份驗(yàn)證系統(tǒng)中的人臉識(shí)別技術(shù)還存在著很多有待解決的問題,比如穩(wěn)定性差、識(shí)別率不足、存在安全隱患等等,本文對(duì)其存在的這幾項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)做了研究。本文針對(duì)人臉識(shí)別身份驗(yàn)證系統(tǒng)中人臉檢測(cè)、活體檢測(cè)、特征提取、特征匹配四個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)算法做了研究分析和實(shí)驗(yàn)。對(duì)于人臉檢測(cè)環(huán)節(jié)我們選取經(jīng)典的基于Adboost人臉檢測(cè)算法,基于OpenCV完成該算法實(shí)驗(yàn),該算法穩(wěn)定性好,可以在復(fù)雜背景中檢測(cè)出照片和攝像源中存在的多張人臉;檢測(cè)出人臉后,就需要判斷該人臉是否是活體人臉,本文介紹了當(dāng)下活體檢測(cè)的三個(gè)主要研究方向,并針對(duì)臉部細(xì)微動(dòng)作這個(gè)研究方向,介紹了三種眨眼動(dòng)作檢測(cè)的方法,分析總結(jié)了三個(gè)方法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)幀差法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,針對(duì)該方法頭部和背景運(yùn)動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾問題,引用別人文獻(xiàn)中提到的統(tǒng)計(jì)眼睛區(qū)域內(nèi)的連通數(shù)的方法。針對(duì)特征提取,本文使用SIFT和SURF兩個(gè)主流的特征提取方法,對(duì)兩個(gè)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比;得出SIFT提取信息量豐富,但是時(shí)間長(zhǎng);SURF提取信息量少,但是提取時(shí)間比SIFT快,且在多樣本識(shí)別中SURF提取的信息量也足夠豐富。針對(duì)特征匹配環(huán)節(jié),本文對(duì)基于歐氏距離的特征匹配方法的參數(shù)選取進(jìn)行了討論分析,以Yale人臉庫作為實(shí)驗(yàn)樣本,通過大量實(shí)驗(yàn)對(duì)比,選取了一個(gè)特征匹配效果最好的參數(shù);針對(duì)基于歐氏距離的特征匹配中人臉對(duì)稱性造成的誤匹配和傳統(tǒng)分區(qū)域特征匹配的復(fù)雜性,本文使用了簡(jiǎn)單有效的基于分區(qū)加權(quán)特征匹配方法;由于特征匹配問題實(shí)質(zhì)上就是特征對(duì)齊問題,而特征對(duì)齊問題又可轉(zhuǎn)化為特征點(diǎn)集在人臉圖像上尋找最佳覆蓋的問題,粒子群優(yōu)化算法是通過迭代尋求最優(yōu)解,因此本文對(duì)將粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用到特征配中這個(gè)問題做了基礎(chǔ)研究:先是分析了粒子群優(yōu)化算法的基本過程,然后參考論文對(duì)粒子群優(yōu)化算法的基本過程和參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)以應(yīng)用在特征匹配問題中,對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重討論分析,該方法是人臉識(shí)別研究中特征匹配的一種新思路和手段,可以使識(shí)別率有效提高,但目前該方法在特征匹配中的應(yīng)用存在收斂慢的問題。
【關(guān)鍵詞】:生物識(shí)別 人臉識(shí)別 人臉檢測(cè) 活體檢測(cè) 眨眼檢測(cè) 特征提取 特征匹配 粒子群優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第1章 緒論11-18
- 1.1 引言11
- 1.2 研究背景及意義11-12
- 1.3 人臉識(shí)別難點(diǎn)12-13
- 1.4 人臉識(shí)別研究現(xiàn)狀13-16
- 1.4.1 人臉檢測(cè)13-14
- 1.4.2 人臉識(shí)別14-16
- 1.5 本文工作安排16-18
- 第2章 局部特征提取與匹配18-32
- 2.1 引言18-19
- 2.2 局部特征提取19-26
- 2.2.1 局部特征特點(diǎn)19
- 2.2.2 SIFT特征提取19-22
- 2.2.3 SURF特征提取22-26
- 2.3 特征匹配26-27
- 2.4 基于分區(qū)加權(quán)的特征匹配27-30
- 2.4.1 子區(qū)域劃分28
- 2.4.2 相似度計(jì)算28-29
- 2.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析29-30
- 2.5 總結(jié)30-32
- 第3章 基于粒子群優(yōu)化算法的特征匹配32-46
- 3.1 引言32-33
- 3.2 粒子群優(yōu)化算法33-35
- 3.3 設(shè)定初始種群35-36
- 3.4 種群進(jìn)化36-40
- 3.5 終止條件40-41
- 3.6 識(shí)別過程41-42
- 3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果42-44
- 3.7.1 參數(shù)測(cè)試42-43
- 3.7.2 測(cè)試結(jié)果43-44
- 3.8 總結(jié)44-46
- 第4章 人臉識(shí)別身份驗(yàn)證系統(tǒng)反照片研究46-58
- 4.1 引言46
- 4.2 攝像源人臉檢測(cè)46-52
- 4.2.1 矩形特征和積分圖46-49
- 4.2.2 Adaboost學(xué)習(xí)算法49-50
- 4.2.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果50-52
- 4.3 身份驗(yàn)證系統(tǒng)中的反照片研究52-57
- 4.3.1 反照片研究技術(shù)總結(jié)52-53
- 4.3.2 基于眨眼動(dòng)作的活體檢測(cè)方法53-57
- 4.4 本章小結(jié)57-58
- 第5章 總結(jié)與展望58-60
- 5.1 總結(jié)58-59
- 5.2 展望59-60
- 參考文獻(xiàn)60-62
- 作者簡(jiǎn)介62-63
- 致謝63
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本文編號(hào):264629
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