基于支持向量機(jī)的人臉檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快。在眾多機(jī)器人種類中，由于智能移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)具有智能和移動(dòng)兩方面功能，因此備受人們的關(guān)注。既能夠模仿人類的行進(jìn)，在高危環(huán)境中作業(yè)，又可以代替人類的大腦，進(jìn)行快速計(jì)算，決策，同時(shí)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)還可以得到充分的仿人功能。然而，這一切僅僅是模仿了人類的一部份，而人類最具特色的方面——情感，卻是機(jī)器人所缺乏的。 情感計(jì)算理論是由美國(guó)MIT大學(xué)媒體實(shí)驗(yàn)室Picard教授于1997

2、年提出的。它以人類情緒和情感理論為基礎(chǔ)，以情感機(jī)理、情感信息的獲取、情感模式識(shí)別、情感建模與理解、情感合成與表達(dá)、情感傳遞與交流等為研究?jī)?nèi)容，以賦予計(jì)算機(jī)類似于人的情感能力為最終目標(biāo)。 人類的情感大多數(shù)是通過(guò)面部表情表現(xiàn)的，因此人臉檢測(cè)就成為了關(guān)鍵。本文是在天津市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(04310731R)——“和諧人機(jī)交互系統(tǒng)中情感計(jì)算的理論與技術(shù)”的研究背景下，探索性地設(shè)計(jì)并提出了一個(gè)基于智能移動(dòng)機(jī)器人的情感交互模型，并在此模型的

3、基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了人臉檢測(cè)系統(tǒng)RACFD(Robot-Affective Comptlting-FaceDetection)，同時(shí)在智能移動(dòng)機(jī)器人MT-R上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 本文作者在比較了多種人臉檢測(cè)方法后，決定運(yùn)用支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行人臉檢測(cè)，SVM是在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的學(xué)習(xí)機(jī)器，由于采用了結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則代替經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則，該方法較好的解決了小樣本學(xué)習(xí)的問(wèn)題：將低維的原始空間映射到高維的特征空間，把非

4、線性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為了線性問(wèn)題，同時(shí)又采用了核函數(shù)的方法，巧妙的避開(kāi)了高維空間的復(fù)雜運(yùn)算，使算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。正是因?yàn)檫@些優(yōu)越性能，該技術(shù)已成為機(jī)器學(xué)習(xí)理論的研究熱點(diǎn)，并在很多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用。 本文作者設(shè)計(jì)的RACFD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的人臉檢測(cè)分兩個(gè)部分： 1．運(yùn)用膚色進(jìn)行粗檢，這主要通過(guò)光線補(bǔ)償、膚色建模、確定人臉區(qū)域幾部分組成。 2．通過(guò)訓(xùn)練支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行人臉檢測(cè)，包括：人臉和非人臉樣本的選取、圖像預(yù)處