基于PCA的人脸识别系统的研究
摘要
人脸识别因其在安全验证系统、信用卡验证、医学、档案管理、视频会
议、人机交互、系统公安(罪犯识别等)等方面的巨大应用前景而越来越成为
当前模式识别和人工智能领域的一个研究热点。
本文按照完整人脸识别流程来分析基于PCA的人脸识别算法实现的性能。首先使用常用的人脸图像的获取方法获取人脸图像。本文为了更好的分析基于PCA人脸识别系统的性能选用了Essex人脸数据库。接下来是人脸图像预处理方法。由于Essex人脸图像质量较好，而且已经做过相应的预处理，所以本文试验中只使用灰度处理。接着使用PCA提取人脸特征，使用奇异值分解定理计算协方差矩阵的特征值和特征向量以及使用最近邻法分类器欧几里得距离来进行人脸判别分类。在实验中我们发现基于PCA的人脸识别系统的识别率很高，而且具有一定鲁棒性，所以基于PCA的人脸识别算法的实现的研究还是有意义。
【关键字】：人脸识别；光线补偿；高斯平滑；对比度增强
Abstract
Face recognition is a complex and difficult problem that is important for surveillance and security, telecommunications, digital libraries , video meeting, and human-computer intelligent interactions.
The paper introduced the method of face recognition that based on the 24 bit multicolor image, Main content that the paper introduced is the picture treatment, It occupies the extremely important position in the whole software, the quality of picture process directly influenced the accuracy rate of localization and discerning. The picture process technology that the software mainly used included : light compensating、gauss smooth and twain value method. before discerning, we compensated the light for image, then we could obtain the possible face area through the complexion, finally, the system could depend on the symmetry of eyes to make sure whether it is the face of people, at the same time, the system could eliminate noises through the method that named gauss smoothness, then we used twain value method to deal with picture，the method got the threshold value in face area . After dealing with picture , the following operations are localization、draw characteristic value 、discerning and so on . After testing, we made true that the picture pretreatment modal has get the better effect in the process of dealing with picture, and improve the exactness rate of localization and discerning.
【key word】: Face recognition； light compensating； gauss smooth；contrast enhancing
目 录
第一章 绪论
第一节 课题背景
一 课题的来源------------------------------------------------------------------------------1
二 人脸识别技术的研究意义------------------------------------------------------------1
第二节 人脸识别技术的国内外发展概况---------------------------------------------------3
一 国外发展概况---------------------- --------------------------------------------------2
二 国内发展概况---------------------------------------------------------------------------4
第二章 系统的需求分析和方案选择---------------------------------------------------------5
第一节 可行性分析------------------------------------------------------------------------------5
一 技术可行性分析------------------------------------------------------------------------5
二 操作可行性分析------------------------------------------------------------------------5
第二节 需求分析---------------------------------------------------------------------------------6
一 应用程序的功能需求分析------------------------------------------------------------6
二 开发环境的需求分析------------------------------------------------------------------7
三 运行环境的需求分析------------------------------------------------------------------7
第三节 预处理方案选择------------------------------------------------------------------------7
一 设计方案原则的选择------------------------------------------------------------------7
二 图像文件格式选择---------------------------------------------------------------------8
三 开发工具选择---------------------------------------------------------------------------8
四 算法选择分析---------------------------------------------------------------------------8
第三章 系统的概要设计------------------------------------------------------------------------9
第一节 各模块功能简介------------------------------------------------------------------------9
第四章 系统详细设计-------------------------------------------------------------------------14
第一节 系统整体设计简述-------------------------------------------------------------------14
第二节图像处理详细设计-------------------------------------------------------------------14
一 位图详细设计-------------------------------------------------------------------------14
二 图像点处理详细设计----------------------------------------------------------------15
（二） 光线补偿算法和代码实现----------------------------------------------------------16
（三） 图像灰度化算法和代码实现-------------------------------------------------------18
（四） 高斯平滑算法和代码实现----------------------------------------------------------20
（五） 灰度均衡算法和代码实现----------------------------------------------------------23
（六） 图像对比度增强算法和代码实现-------------------------------------------------25
第三节 编程时的问题解决-------------------------------------------------------------------26
第五章 结构设计-------------------------------------------------------------------------------28
第六章 测试-------------------------------------------------------------------------------------35
第一节 测试方案选择的原则----------------------------------------------------------------35
第二节 测试方案-------------------------------------------------------------------------------36
结束语----------------------------------------------------------------------------------------------------------37
致 谢
参考文献
参 考 文 献
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