基于统计模型和模糊神经网络的人脸识别与应用研究

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1、江苏科技大学硕士学位论文基于统计模型和模糊神经网络的人脸识别与应用研究姓名：王君亭申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：吴小俊20070101摘要摘要人脸识别是当前模式识别领域的一个研究热点，常用的方法很多，一般说来包括定位和分类两个部分。准确的定位是正确分类的前提，而分类的成功率又反映了定位质量的好坏，这两个方面是人脸识别的研究重点。本文主要研究基于主动形状模型（ActiveShapeModel,ASM）的人脸特征定位方法和基于模糊神经网络(FuzzyneuralNetworks,FNN)的识别技术

2、，并在此基础上进行了改进，主要的工作如下：1、复现了经典的ASM算法及其重要的改进算法，即基于灰度级的匹配算法和基于图像金字塔的的搜索算法。对影响ASM的各种因素：初始化位置、变形参数和搜索尺度进行了实验和分析，并对ASM模型进行了客观的评价；2、针对传统ASM存在的问题进行了研究提出了三个改进算法：(1)针对传统ASM没有有效的初始化方法的问题进行了研究，本文利用基于投影变换粗略定位人脸作为ASM的初始化依据，减少因为初始化位置过远引起的ASM搜索失败；(2)对构造图像金字塔的方式进行了改进，本文用轮廓图像代替原

3、来的高斯滤波图像，轮廓图像包含了更明确的边缘信息能够使ASM更快地定位到目标附近；(3)针对单ASM模型不能准确匹配具有偏转人脸的情况，本文构造多个专用的ASM进行有针对性的搜索，然后利用相似度准则作为结果的评价。3、提出了将ASM与FNN相结合并用于人脸识别的方法，利用ASM定位获得的灰度信息作为模糊神经网络的分类信息。针对FNN在高维问题上分类不理想的原因进行分析，提出了基于交互式隶属度调整的方法，使其更适合高维的人脸分类问题。为了验证算法的有效性，将本文算法与特征脸方法进行比较。实验结果表明，在相同实验条件下

4、，将主动形状模型与模糊神经网络相结合的方法具有更高的识别率。最后，对论文的研究工作进行回顾总结，并对进一步的工作进行展望。关键词：模式识别，人脸识别，统计模型，主动形状模型，模糊神经网络，轮廓金字塔，积分投影IIAbstractStudyonStatisticalModelandFuzzyNeuralNetworksandTheirApplicationsinFaceRecognitionAbstractRecently,facerecognitionisahottopiconpatternrecognition.

5、Manymethodshavebeendevelopedintheliterature.Generalspeaking,facerecognitioncontainstwosteps:facelocalizationandclassification.Exactclassificationisbasedonexactlocalization,bothofthemareimportantissuesinfacerecognition.Inthisdissertation,fuzzyneuralnetworks(FNN

6、)andtheirimprovementsareintegratedwithactiveshapemodel(ASM).Themaincontributionsaresummarizedasfollow:1.ClassicalASManditsimprovedmethodsarestudiedincludingshapematchingalgorithmbasedongray-levelandsearchingalgorithmbasedonimagepyramid.Somefactors,theinitialpo

7、sition,shapemodelparametersandsearchingscale,whichimpactASMsearchingareconductedandanalyzed.2.ThreeimprovedmethodsareproposedbasedontheshortcomingofclassicalASM.(1)ThereisnoeffectiveinitialmethodforASM,integralprojectionisusedtoanalyzeface’scoarselocation,agoo

8、dinitialpositioncandecreasethefailuresearchingofASM.(2)Thestructureofimagepyramidisimproved,imagesfilteredbyGaussiontemplateinpyramidarereplacedbytheircontourimages.Contourimagesco