机器人在复杂条件下人脸检测与识别算法研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songfeng816
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人脸检测与识别技术被应用于多个领域,与其他生物识别技术相比,对人脸进行生物检测具有非接触的优势。对于机器人来说,特别是具有视觉系统的机器人,需要对面前的“主人”进行身份验证,目前用的比较多的就是针对人脸的验证方式。但是非接触的特点同样也会遇到各种环境干扰,除了周围环境之外,还有被采集者面部姿态、表情变化等都会影响到最终的识别效果。  本文主要针对机器人平台中的人脸检测与识别算法进行研究,共包括三块内容,分别是光照补偿算法研究、检测系统设计和识别算法研究。  在光照补偿方面,本文对Retinex算法进行改进,只对图像亮度分量(Y)进行多尺度Retinex增强,色彩恢复方面则采用一种新的多通道等比例变换的方式。实验证明,本文算法与直方图均衡化(HE)、数学变换(Gamma变换、Log变换)和传统的Retinex算法相比,在图像增强方面具有明显优势,在进行光照补偿的同时最大限度地保持图像色彩信息。  在人脸检测方面,本文设计完成具有高检测率、低误检率的两级检测结构,系统选择使用Adaboost级联分类器做一级检测结构,采用肤色分割进行区域校验。实验证明,本文检测算法与单一的检测结构相比,可以将大部分误检区域剔除,在误检率上具有明显优势。  在人脸识别方面,本文首先对局部三值微分模式(LTDP2)算法进行改进,提出具有自适应阈值的LATDP2算法,大大提高了算法的普适性,然后对Gabor滤波获得的人脸幅值特征进行LATDP2运算,获得更高辨识度的人脸表达。实验证明,本文提出的LATDP2算法相比于传统的LBP算法和LDP2算法在光照和表情变化下特征直方图的稳定性更好,在识别率上本文方法也明显提高。
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