基于视频图像的多人脸识别系统的研究与设计

摘要

随着人工智能技术的高速发展，覆盖众多领域的智能化产品涌入市场为人们的实际生活提供便利。其中计算机视觉技术主导的以生物特征为基础的身份识别技术备受关注，由于人脸识别技术具有辨识度高、非强制性、非接触性以及并发性等特点，成为了自动身份识别领域的热点。近年来，人脸检测技术作为自动人脸识别的关键环节已经被成功应用到众多与人物图像相关的产品中，这一成功预示着身份识别技术将进入自动人脸识别时代。从实用化角度出发，静态单一图片的人脸识别技术应用限制较多，无法满足实际需求。因此如何应用人脸识别技术完成视频图像中多个动态人物的面部识别对于自动人脸识别的实用化具有重要意义。
　　本文针对自动人脸识别技术在实用化场景下所面临的众多问题，深入研究现有的人脸分析算法特点，提出了一种基于视频图像的并发式模块化多人脸识别系统，详实的介绍了整个系统架构的设计思想和设计意图，并以先部分后整体的实验方法证明了系统整体架构的优良性和实用性。本文的主要工作如下：
　　（1）根据自动人脸识别系统的功能划分将系统分割为三个模块：人脸检测、预处理以及人脸识别模块，为提高系统的实时性，论文采用模块并发式的工作模式，并配合样本控制块以及样本缓冲队列实现模块间的异步通讯。系统整体架构适用于多平台移植开发，如实时嵌入式系统等可为后续便携式人脸识别设备的发展打下基础。
　　（2）结合每个模块的职能需求设计模块内系统架构，检测模块采用高速算法完成视频图像中面部样本的提取，然后封装为样本控制块。预处理模块采用本文提出的标准化方法完成对待测样本的预处理，尽可能的减小外在因素影响识别算法对待测样本的预测结果。识别模块完成样本预测并生成结果报告。
　　（3）在VS2010开发环境下搭建完成该系统，并对其按照从模块到整体的方式进行测试，测试结果表明该系统架构具有实时性高，稳定性好以及可重构性强等特点，在实用化视频多人脸识别领域具有很好的应用前景。

目录

1 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要创新点

1.4 论文主要工作和章节安排

2 视频多人脸识别系统的整体架构和工作流程

2.1 本文系统的并发式模块化设计方法

2.2 系统的模块化分割和模块职能

2.3 并发模式下模块间通信方式及“样本类”设计方法

2.4 系统的总体架构和工作流程

2.5 本章小结

3 视频多人脸识别系统的检测模块设计

3.1 检测模块的功能需求分析

3.2 检测模块的算法分析与应用

3.3 视频多人脸检测模块的系统设计和工作流程

3.4 本章小结

4 视频多人脸识别系统的预处理模块设计

4.1 样本预处理必要性分析

4.2 预处理模块样本标准化方法的系统实现

4.3 预处理模块的工作流程

4.4 本章小结

5 视频多人脸识别系统的识别模块设计

5.1 识别模块功能需求分析

5.2 识别模块系统实现过程中的算法选择

5.3 训练样本的导入和训练

5.4 识别模块的系统架构与工作流程

5.5 本章小结

6 视频多人脸识别系统的性能测试与结果分析

6.1 软硬件测试方法简述

6.2 系统实现的软硬件平台

6.3 系统分块及整体性能测试

6.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢