利用多尺度局部特征与全局特征的人脸验证算法研究

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1、工程硕士学位论文利用多尺度局部特征与全局特征的人脸验证算法研究作者姓名刘传艺工程领域电子与通信工程校内指导教师胡永健教授校外指导教师梁添才高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2015年12月ResearchonFaceVerificationbasedonMulti-scaleLocalFeatureandGlobalFeatureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuChuanyiSupervisor：Prof.HuYongjianSouthChinaUniversityof

2、TechnologyGuangzhou,China分类号：TP391.4学校代号：10561学号：201321009608华南理工大学硕士学位论文利用多尺度局部特征与全局特征的人脸验证算法研究作者姓名：刘传艺指导教师姓名、职称：胡永健教授、梁添才高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：数字图像处理论文提交日期：2015年12月28日论文答辩日期：2016年03月19日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：金连文教授委员：胡永健教授黄

3、茜教授倪江群教授吕益民高级工程师摘要人脸识别技术涉及图像处理、模式识别、人工智能等多门学科，一直是计算机视觉识别领域非常活跃和极富挑战性的课题。与其它生物特征识别技术相比如指纹识别、虹膜识别等，人脸识别具有接受度高、获取容易、实现成本低等优势，广泛应用于安防监控、电子金融、日常娱乐等方面。本文以人脸识别技术作为背景，针对人脸验证问题进行了深入的讨论和分析，并通过改进现有的方法，提出了基于多尺度的局部特征与全局特征融合的人脸验证算法，在此基础上，搭建了一个具有人脸检测、人脸对齐、人脸验证和人脸识别等功能的演示系统。本文主要研究的内容如下：1.研究了两种经典的

4、图像特征描述算法LBP和HOG，就其算法原理、数学推导以及演化改进等多方面进行了详细的叙述，并分析和论证了LBP算子对局部纹理细节的表达能力以及HOG算子对外形轮廓梯度的描述能力。2.研究了基于子空间理论的人脸识别算法PCA、LDA、SVM的基本原理，分析了三者的各自的优缺点和在人脸识别中的应用。在Yale、ORL、GT等人脸库上使用经典Eigenfaces和Fisherfaces方法进行人脸识别测试，并给出相应的工程实现步骤。3.提出了局部高维LBP和全局HOG的人脸特征融合算法。局部高维LBP特征结合多尺度空间分析理论，通过人脸对齐技术，把人脸关键点作

5、为提取LBP特征的中心，以此增强局部特征完备性；全局HOG特征对人脸图像进行裁剪归一化处理，去除人脸图像头发、背景、衣服等冗余信息干扰，以此加强了全局特征稳定性。实验证明，该特征融合算法能有效的提高人脸验证的准确率，在LFW和GT人脸库上的实验结果表明了算法的可行性和有效性。4.利用OpenCV和Qt等工具在Windows系统中实现了一个人脸识别的通用演示系统，该系统具有人脸检测、人脸对齐、人脸验证和人脸识别等功能。系统界面友好，操作简单，能实现不同人脸数据库和训练模块的导入和替换，具备一定的工程实用性。关键词：人脸识别；人脸验证；特征融合；LBP；HOG

6、；OpenCVIABSTRACTFacerecognitionincludesmanysubjectssuchasimageprocessing,patternrecognition,artificialintelligence,hasbeenoneofmostactiveandchallengingtaskincomputervisionandpattern.Comparedwithotherbiometrictechniquesuchasfingerprintrecognitionandirisrecognition,facerecognitionis

7、moreacceptable,geteasierandcost-effective，whichwidelyappliedforsecuritysystem,e-finance,dailyentertainment.Inthispaper,wemainlyconcentratedonfaceverificationandproposedafaceverificationalgorithmbasedonthefusionofmulti-scalelocalfeatureandglobalfeature.Moreover,basedonfacerecogniti

8、ontechnology,ademosystemwithfaced