人臉及其特征點(diǎn)的定位與應(yīng)用.pdf

1、隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們安全意識(shí)的逐步提高,人們對(duì)基于人臉應(yīng)用的需求日益劇增。人臉相比于其他人體生物特征更容易觀察,更直接,因此基于人臉及其特征點(diǎn)的定位與應(yīng)用成為當(dāng)今圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),具有非常廣泛的應(yīng)用前景。人臉識(shí)別系統(tǒng)和疲勞檢測(cè)系統(tǒng)是現(xiàn)在人臉應(yīng)用方面最具有實(shí)際意義的應(yīng)用,它們關(guān)心的都是人類的安全問(wèn)題,因此具有很重要的研究意義。人臉識(shí)別系統(tǒng)關(guān)注的是輸入圖像是否與人臉庫(kù)的中的圖像匹配;疲勞檢測(cè)系統(tǒng)研究的則是通過(guò)一定的準(zhǔn)則,根據(jù)駕

2、駛員的實(shí)時(shí)情況對(duì)其的疲勞狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),并在必要時(shí)進(jìn)行預(yù)警。它們都需要對(duì)人臉進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)關(guān)鍵特征進(jìn)行準(zhǔn)確定位,從而為后續(xù)的工作奠定基礎(chǔ)。因此,特征點(diǎn)精確定位是人臉應(yīng)用的關(guān)鍵,是研究的重點(diǎn)。本論文對(duì)于人臉應(yīng)用中的人臉定位框的矯正、人臉特征點(diǎn)定位、以及疲勞檢測(cè)進(jìn)行了深入研究,并在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)算法進(jìn)行了創(chuàng)新性的改進(jìn)。論文的主要工作如下:
　　1)系統(tǒng)地綜述了人臉特征點(diǎn)定位和疲勞檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。詳細(xì)總結(jié)了基于灰度信息、基于

3、先驗(yàn)規(guī)則、基于幾何形狀、基于統(tǒng)計(jì)等人臉特征點(diǎn)定位方法,并分析和比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)介紹了幾種疲勞檢測(cè)方法,并對(duì)它們進(jìn)行了比較和分析。
　　2)對(duì)人臉特殊器官的定位進(jìn)行了研究,并在此基礎(chǔ)上對(duì)初始人臉定位框進(jìn)行了矯正。首先介紹了基于模板的眼睛虹膜定位方法,然后介紹了基于FCM聚類的嘴巴定位方法。最后根據(jù)人臉的黃金分割比與實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)Adaboost人臉定位框進(jìn)行了矯正,并比較矯正前后對(duì)人臉識(shí)別準(zhǔn)確度的影響。
　　3)介紹了基

4、于模型的兩種經(jīng)典的特征點(diǎn)定位算法:主動(dòng)形狀模型(ASM)和主動(dòng)外觀模型(AAM),并且對(duì)這兩種模型分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),通過(guò)理論地分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)ASM和AAM算法進(jìn)行比較,討論了這兩種傳統(tǒng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　4)基于傳統(tǒng)的主動(dòng)形狀模型(ASM)思想,提出了模板匹配搜索(TMS)算法,進(jìn)一步提高了定位精度,達(dá)到魯棒精確地定位特征點(diǎn)的目的。同時(shí)彌補(bǔ)了ASM只能對(duì)完全正面人臉進(jìn)行定位的不足。
　　5)模擬駕駛場(chǎng)景,對(duì)眼睛和嘴巴進(jìn)行定位,并