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基于MATLAB人脸识别及技术研究
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2023-03-22
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77页
主要用于人脸识别及相关算法研究
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本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果,也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或
证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文
中作了明确的说明并表示了谢意。
靴敝储獬:弼
婵嗍一~
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校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)
靴敝储戳:嘶
签字日期:
年
月
日
导师签名:
签字日期:
智弓
b卜
月
移
年
尹
学位论文的主要创新点
一、在预处理阶段,采用中值滤波对图像进行噪声处理,运用均
衡灰度直方图的方法实现图像的灰度归一化,采用双线性插值的方法
实现了图像的尺寸归一化,这些预处理工作的高效完成对提高后面人
脸识别的识别率有很大的帮助。
二、主成分分析法(PCA)对于数据样本的重建非常有效,但是
没有能够证明主成分分析对样本的区分有多大的作用。因此引入线性
判别分析方法(LDA),从寻找有效的分类方向入手,提高对样本的区
分度,提高了人脸识别的识别率。
摘要
人脸识别是当前计算机模式识别领域中的一个非常活跃的研究课题,在安全
检测、身份验证、军事、商业等领域具有广泛的应用前景。基于人脸识别的自动
身份认证具有重要的理论意义和应用价值。但是通过人脸图像来进行识别仍然面
临巨大的挑战,要使这一技术成为完全成熟的技术还有许多工作需要做。
本文以人脸识别为目标,以基于子空间分析的人脸特征提取技术为重点进行
了相关研究。本文的主要工作如下:
深入分析了主成分分析(P血cipal
ComponentAnaLlySis,PCA)方法的基本原
理,PCA方法最显著的优点是能用低维特征向量来估计原始样本,基于此特点
将它用来实现对人脸的识别。此外本文还深入分析了PCA中遇到的特征值选择
和距离准则的选取问题。
研究了线性判别分析方法(LillearDiscrirninate加1alysis,LDA),针对人脸识
别中的小样本问题本文提出了先用主成分分析(PCA)方法减少特征空间维数,
再利用线性判别方法实现对人脸的识别。
设计并编写了一个基于PCA+LDA算法的人脸识别程序。
关键词:人脸识别;特征脸;主成分分析;线性判别分析
ABSTRACT
Face
recognition
co以nues
to
be
a
hot
topic
i11
patt咖recog血ion丘eld
due
to
it’s
wide
mge
of
applications
Such
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security
system,human
ID
Validanon,co衄erclal
and
law
enforcement
ar髓.Automa石c
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autllentic撕on
based
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is
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This
mesis
mes姆ltes
the
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Subspace
analysis
for
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me
facial
images
and
reCo础ion.The础works
of
this
mesis
are
as
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Component加1alysis口CA)appmach
is
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inVestigated
here·PCA
approach
can
approximate
me砸g砌姚wi也10W蹈dimenSional
f.eat嗽V拍L
Based
on
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use
it
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face
reco龇ion.In也is印proach,ch01ce
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f.e抓鹏vector
of
s锄ple’s
cov撕ance
ma缸.Ⅸand
dista】∞e
measure
cntenon
are
also
discussed
de印ly.
The
technique
of
face
reco班tion
based
on
Lmar
Disc血ninate
Analysis(LDA)
is
ana衄ed
and咖【died.Then
a
subspace
memod
based
on
PCA
and
Lmear
Discmillate
Analysis
is
proposed
here.
hnDlemented
a
faCe
reco班ion
pro弘nbased
on
PCA+LDA
algon也m·
K对words:face
reco卿tion;eigenface;
PCA;LDA
目
录
第一章绪论…………………………………………………………………………..1
1.1引言…………………………………………………………………………………………………….1
1.2人脸识别的研究内容…………………………………………………………1
1.3人脸识别技术的应用…………………………………………………………3
1.4人脸识别技术的研究现状和发展趋势………………………………………4
1.5本论文的主要内容和结构安排………………………………………………5
1.5.1主要研究内容………………………………………………………….5
1.5.2论文结构安排………………………………………………………….6
第二章人脸图像预处理及人脸检测………………………………………………..7
2.1引言……………………………………………………………………………7
2.2人脸图像预处理………………………………………………………………7
2.2.1彩色图像转化为灰度图像…………………………………………….8
2.2.2人脸图像噪声的消减………………………………………………….9
2.2.3人脸图像的归一化……………………………………………………10
2.3人脸检测方法……………………………………………………………….1
5
2.4基于Adaboost算法的级联分类器人脸检测………………………………17
2.5本章小节…………………………………………………………………….22
第三章人脸特征提取与识别………………………………………………………23
3.1引言………………………………………………………………………….23
3.2人脸识别方法综述………………………………………………………….23
3.2.1弹性图匹配……………………………………………………………25
3.2.2人工神经网络…………………………………………………………26
3.2.3隐马尔可夫模型………………………………………………………28
3.2.4支持向量机…………………………………………………………..29
3.2.5其他方法……………………………………………………………..30
3.2.6人脸识别方法总结…………………………………………………一3l
3.3利用主成分分析进行人脸特征提取的特征脸方法……………………….31
3.3.1主成分分析法的基本思想……………………………………………32
3.3.2
K.L变换………………………………………………………………32
3.3.3奇异值分解(SVD)…………………………………………………36
3.3.4主成分分析在人脸识别中的应用(特征脸方法)…………………37
3.3.5特征脸方法的优点与不足……………………………………………41
3.4本章小结…………………………………………………………………….42
第四章基于线性判别分析的人脸识别……………………………………………43
4.1引言………………………………………………………………………….43
4.2基于Fisher准则的线性判别分析(LDA)…………………………………..43
4.2.1两类问题的Fisher线性判别…………………………………………43
4.2.2多类问题的Fisher线性判别…………………………………………45
4.3线性判别分析中的小样本问题…………………………………………….47
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