人脸检测与跟踪的若干方法研究

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1、1绪论硕士论文同时，又促进了图像处理快速发展，保证了数字图像处理技术发展的必要条件和提供了不断完善的技术支持。目前，数字图像处理技术进入了空前发展的阶段，被大力推广应用到许多相光的科学领域和重要的工程领域。不管是小到毫米级的电路焊脚检测，还是大如喜马拉雅山的遥感图像地形地貌分析；不管是监控火箭发射的视频拍摄，还是模拟植物生长的实验过程；不管是高山流水的旅游照相，还是天使面孔人脑心的计算机图像模拟；不管是日常的电影、海报广告、网络游戏，还是奥妙的宇宙天文领域，都与数字图像处理技术密切相关【：】。在这个世界上，人类在人眼视觉方面的要求不断提高，而计算机视觉的支持基石为数字图像处理，因而数字图

2、像处理就是计算机视觉体系的基石。4．2研究背景及意义输入一幅图像，如果这幅图像中存在人脸，那么指出人脸在图像中的位置和人脸的大小，或者在图像上框出人脸。这个过程就叫做人脸检钡tJ(FaceDetection)。在目标识别研究内容中，一个非常典型的问题就是人脸检测了，很明显，针对这一方面的研究不仅具有实际价值而且更具有理论价值。作为人体重要的生物特征，人脸检测技术可以作为识别人的身份的一个十分有效的检测手段，除此以外，在计算机图像理解方面、智能人机界面界面方面以及新一代人机交互方面等等均发挥了很大的作用。研究人员在人脸检测这个特殊的课题研究过程中却是遇到了许多困难。这些技术上的困难主要是源

3、于课题中人脸模式所具有的复杂的差异性，这种复杂的差异主要源于人脸本身的特别、拍摄条件、视角以及人脸姿态等的易变性。日常生活中，人脸的形式看起来很明确，但是通常人脸又是一类具有交叉的表情和姿态变化的特殊的自然结构目标，在实际研究人脸问题时，可能会有很多不同的情况影响我们的研究结构，最常见的年轻热和老年人差别、微笑和生气差别、男人和女人差别、百人和黑人差别、化妆盒素颜差别、是否免冠差别，是否佩戴饰物差别以及光线明暗，是否旋转人脸、是否有背景干扰和镜头深度等许多无法控制的复杂因素，因此表述人脸的模式空间是繁杂的。从上面对人脸检测的分析可以得出，人脸检测技术容易受到下面3个因素的影响：(1)人脸

4、不同的大小、人脸不同的姿态、人脸不同的表情、人脸不同的肤色，导致人脸模式的不同，使得算法实现和具有很好的鲁棒性具有一定的难度。(2)假睫毛、略腮胡、耳环等物品可能遮盖人脸的特征区域；(3)人脸受到光线明暗的影响，使得原本固定的肤色可能改变，使得肤色具有不稳定性。不断深入的研究人脸检测技术对于理论与应用都具有十分重要的意义。人脸检测的人脸样本组成一个开放的模式集合，这个人脸集合含有自然相似的结构、但是又有各自的特点。在实际生活中，会遇到很多像这样的复杂研究问题，比如手书毛笔字的处理。以人脸为重要生物特征的非刚性运动目标的检测和识别的研究具有重要的理论价值和硕士论文人脸检测与跟踪的若干方法研

5、究实际意义，而且对于许多相关课题的研究与推广应用有着相互促进相互带动的深远意义。因此，如果能够找到能够很好的解决非刚性可变形的有弹性的问题的方法，构造出性能优异的精确的人脸检测系统和人脸跟踪系统，将为人脸检测与识别类问题和与此相关的高复杂度目标检测问题提供很好的启发以及基础性研究工作。随着计算机的应用范围不断扩张、计算机计算性能的逐渐提高加之计算机图像处理和模式识别等科学领域的基础和应用方面的研究不断完善，人脸检测与跟踪系统的使用范围越来越可观了，使用者的反馈也证明了人脸检测与跟踪系统的有效性是有目共睹的。当今社会，一些安全要求很高的部门比如银行保险箱和某些保存重要秘密文书的部门多次遭到

6、偷到和恶意损坏，因此引起的重大经济和政治损失不计其数。在这种情况下，开发出更安全的保障技术被提上了日常。动态人脸检测与跟踪技术的出现，使得问题的解决有了一线希望，它能够对这些密级要求高的地点进行视频监控，并且定位和检测出其中的人脸，为日后的破案提供了有力的证据，也可以威慑非正常进入的人员。目前快速发展的目标检测与跟踪技术的研究除了对普通居民的日常生活影响深远，对于军事高端化的影响也不容小觑。达到中国神州系列载人火箭的发射，军队联合对抗演习，小到每一次射击的弹道分析处处都可以见到目标检测与跟踪技术的应用实例。而且，随着各个应用层面应用需求与日俱增，相关科学技术的与日俱兴，目标检测与跟踪技术

7、的推广应用将得到越来越多的重视，吸引力越来越多的专家与学者投入到对它的研究中。但是一个综合性的交叉课题，它的研究总是会牵涉到高感知图像处理、智能决策和高性能计算与服务等多个工程和科学领域。由于具体的应用场合复杂而多变，目标检测与跟踪的基础理论研究还不够尽善尽美，尚有许多问题没有找到满意的答案，实际应用中亟需更高效的处理技术和解决方法。1．3人脸检测与跟踪算法研究现状总体说来，人脸检测算法可以分成两个大的类别，第一类研究内容是针对动态