基于hmm具有年龄变化的人脸识别技术分析

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1、独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：尹荮、秀日期：御占月户日江苏大学硕士研究生毕业论文1．1课题研究背景和意义第一章绪论1．1．1研究背景随着社会的发展，各方面对自动身份验证的要求日益提高。生物特征作为人的内在属性，具有很强的自身稳定性和个体差异性，是身份验证的最理想依据。与

2、其他人体生物特征相比，如指纹、虹膜、语音等，人脸特征更适合于普通交互环境和社交场合使用。它具有不易遗忘和丢失、不被盗用和仿制、随身携带、终身不变等诸多优点，乐于为人们所接受。人脸识别技术是一种利用计算机分析人脸图像，从中提取有效的识别信息，进行身份辨认的技术。它涉及到了模式识别、图像处理、计算机视觉、生理学、心理学和认知学等诸多学科领域，并且还与其他生物特征识别，以及计算机人机感知交互等研究领域密切相关。人脸识别包括人脸检测、规一化、特征提取和特征识别四大步骤。其中，人脸检测是在一副图像中准确地找到人脸；规一化主要是对人脸图像进行预处理，

3、并转化成适合计算机处理的格式；特征提取是对规一化后的人脸提取若干的主要特征，作为识别的依据，最后根据不同人脸之间特征的差别进行识别。目前，人脸自动识别技术主要分为以下几类：1、基于几何特征的识别方法2、基于模板匹配的识别方法3、基于统计模型的识别方法4、基于神经网络的识别方法5、基于弹性图匹配的识别方法6、基于AdaBbost的识别方法7、基于隐马尔可夫模型(HMM)的识别方法8、基于三维(3D)形变模型的识别方法经过众多科研工作者的努力，人脸识别技术在过去的十几年中取得了巨大的进步，积累了大量的研究成果【11，已研制了很多较好的原型系统

4、。1．1．2研究意义江苏大学硕士研究生毕业论文人脸识别是生物特征识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一，其困难主要是由人脸的生物特性所引起的。对于不同个体而言，人脸区别并不是很大，其形状以及五官的结构和外形都很相似。这些特点对于利用人脸进行定位是有利的，但是对于利用人脸区分人类个体是不利的。目前，大多数研究都集中于解决如何在图像采集环境及成像条件等诸多外界因素的影响下，保持较高的识别率。但是与光照变化、姿态、人脸表情、遮挡等外部因素相比，内在因素(诸如人脸的老化)对人脸识别的影响更加复杂和难以捉摸。这就要求人脸识别不仅要解决同一个人

5、同一时期、在不同环境下摄取的存在噪音、旋转、畸变等的人脸图像的识别问题，还要解决同一个人不同时期(跨度时间长达数10年)、不同环境下摄取的人脸图像的识别问题。这在学术和应用系统的设计上都是个挑战。如果这个问题得到解决，人脸识别技术将得到更广泛的应用。1．可直接应用于个人身份证明。身份证、护照以及其他许多证件上都有证件所有者的正面免冠照片，可以保证在进行验证时，即使证件持有者的年龄己与照片有一定的差距，仍能较为准确地识别出对象的身份，减少了人工干预，不需要每隔一段时间就更新一次照片。此外，还可以有效地打击假身份证、假姓名等违法犯罪行为。2．

6、可协助公安部门抓捕通缉犯。当刑事案件发生后，可以根据嫌疑犯的特征和目击证人的描述，利用刑侦中的模拟人脸技术，快速合成犯罪嫌疑人的头像。如果采用人工来分辨，工作量必然很大。采用人脸识别技术，按照重点人口、常住人口、暂住人口的顺序，在相关数据库中查找，可以大大提高工作效率与破案进度。3．可应用于寻找失踪人口。利用识别中的年龄图像重建方法，可以预测己失踪多年的人口的当前外貌，从而增大寻找到的几率，例如对失踪儿童进行外貌预测。4．可应用于要求对年龄变化鲁棒的人脸识别系统。假设一个人脸识别系统现在已被训练好，但若干年后，由于识别系统的图像库中个体年

7、龄变化，导致人脸图像出现较大改变，从而可能会引起系统的性能变坏，除非能用更新的图像重新训练系统。对于这个应用，人脸年龄模拟方法能提供一个理想的解决方法，只需模拟年龄变化的效果，而不必特地更新图像库。．5．可应用于特定人群的人机交互，例如可以根据人的年龄不同，提供不同的上机环境；销售烟酒的自动服务机可以识别年龄，从而不销售产品给未成年人；网吧也可以通过年龄自动识别，阻止未成年人进入。2江苏大学硕士研究生毕业论文1．2国内外研究现状近年来人脸识别研究已经成为一个热点，目前也已取得了很好的识别效果。与人脸的其他变化如姿态、表情、光照环境等相比，

8、年龄变化更难提取，这种变化常常淹没在其他变化中，增加了年龄特征提取和自动年龄估计的难度。人脸识别的关键是找到个体本身与众不同而又稳定的特征，但是由于年龄的增长会使人的面部产生很大的变化，原本有