基于三維形變模型與PCA的人臉識別研究.pdf

1、隨著社會的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，近年來，諸如視覺監(jiān)控、遠(yuǎn)程教育、人機(jī)交互技術(shù)、自動身份驗(yàn)證以及銀行安全等各方面都迫切希望能夠進(jìn)行快速、有效、穩(wěn)定的身份驗(yàn)證，特別是在公安(罪犯識別等)、安全驗(yàn)證系統(tǒng)、信用卡驗(yàn)證、醫(yī)學(xué)、檔案管理、視頻會議、人機(jī)交互系統(tǒng)等方面有著巨大的發(fā)展空間。生物特征因?yàn)樽陨淼姆€(wěn)定性和差異性，己經(jīng)成為身份驗(yàn)證的主要手段；人臉作為一種自然形體具有很強(qiáng)的共性，但由于個體的差異及外界光照等因素的影響而使人臉圖像具有比較復(fù)雜

2、的模式變化，與其它利用視網(wǎng)膜識別(無法確保對人體的安全性)、指紋識別(涉及個人隱私)等的生物特征進(jìn)行身份驗(yàn)證相比，人臉具有直觀、友好、方便等特點(diǎn)，正越來越受到關(guān)注，在現(xiàn)實(shí)生活中具有廣泛的應(yīng)用前景，人臉識別技術(shù)已經(jīng)成為模式識別和人工智能領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。目前的人臉識別方法主要集中在二維圖像方面，由于受到光照、姿勢、表情變化的影響，識別的準(zhǔn)確度受到很大限制。隨著三維技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)備成本的降低，有很多研究者己經(jīng)開始嘗試使用基于三維人臉模

3、型的人臉識別方法，進(jìn)行人臉識別的研究。 本文介紹了基于形變模型(Deformable Models)的三維人臉識別的方法及其特點(diǎn)，引入了基于PCA的方法，提出了在不同姿勢和不同數(shù)據(jù)庫大小的情況下，利用主成分分析進(jìn)行識別的方法，實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)了基于該模型的PCA快速算法。文中給出了算法實(shí)現(xiàn)的基本流程、相關(guān)參數(shù)的選取準(zhǔn)則和部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)算法中組件的不同分類方法和人臉姿勢的變化對識別結(jié)果有較大影響。 論文的重點(diǎn)及創(chuàng)新工作包

4、括： (1)在三維人臉數(shù)據(jù)庫的建立的部分，文中詳細(xì)介紹了三維數(shù)據(jù)的獲取，以及為建立三維入臉數(shù)據(jù)庫而進(jìn)行的后續(xù)數(shù)據(jù)加工過程(預(yù)處理和規(guī)格化)。 (2)在形變模型的建立部分，本文首先介紹了二維和三維形變模型的概念、理論基礎(chǔ)和模型的特征。然后提出了直接從每個人臉個體的3D數(shù)據(jù)得到三維形變模型的方法。通過將每個人臉個體的3D數(shù)據(jù)，表示為一個形狀向量和一個紋理向量，對所有獲得的人臉個體的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得三維形變模型。建立三維