基于surf算法和opencv的人脸特征检测技术研究

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1、总第244期计算机与数字工程Vo1．38No．22010年第2期Computer&DigitalEngineering124基于SURF算法和OpenCV的人脸特征检测技术研究时磊谢晓方乔勇军(海军航空工程学院兵器科学与技术系烟台264001)摘要人脸检测和人脸跟踪_】]技术已成为计算机视觉领域研究的热点。针对SURF算法的优点，首先将SURF算法应用于人脸特征检测与跟踪，阐述了人脸跟踪系统设计方法，首先使用OpenCV技术实现了基于SURF算法的人脸特征跟踪系统。实验结果表明，基于SURF算法和OpenCV技术的人脸跟踪系统匹配识别效果和

2、实时性较好，对人脸旋转、尺寸变化和环境光照变化具有较好鲁棒性l_2]。关键词快速鲁棒特征；OpenCV；人脸检测；人脸跟踪中图分类号TP391．41ResearchonFaceFeaturesDetectingTechniqueBasedonSURFAlgorithmandOpenCVShiLeiXieXiaofangQiaoYongjun(WeaponScienceandTechnologyDepartment，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai264001)Abstrac

3、tFacedetectingandtrackingtechniquehasbecomepopularincomputervisionfield．BecauseSURFalgorithmhavemanygoodfeatures，SOtheexpirementmakeanapplicationofSURFalgorithmtofacedetectingandfacetracking．E—laboratedtothedesignmethodoffacetrackingsystem，andmakeuseofOpenCVtechniquecarrie

4、douttheexperimentalsys—ternoffacetrackingbasedonSURFalgorithmfirst．ExperimentresultexpressthatthefacetrackingsystembasedonSURFalgorithmandOpenCVtechniqueeffectiveinmatching，identifying，realtimeandrobustfeature．KeyWordsSURF，OpenCV，facedetecting，facetrackingCIassNumberTP391．

5、41ded—UpRobustFeatures)算法，该算法改进了1引言SIFT算法，进一步提高了算法性能。本文提出基智能人机交互E33技术和机器视觉领域中，人脸于SURF算法的人脸跟踪系统设计方法，在VC6．0跟踪是一项十分重要的技术，它是指在视频流中提中调用OpenCV图像处理库中的SURF函数实现取人脸位置或角度变化信息。近年来，人脸跟踪已人脸特征检测跟踪系统。经成为机器视觉与模式识别领域的研究热点之一。目前，人脸检测的方法可以分为四类：基于知识的2SURF算法方法，特征不变方法，模板匹配方法和基于外貌的2．1构建Hessian矩阵方法

6、。在基于特征不变的方法中，由D．G．Lowel4]Hessian矩阵是SURF算法的核心，为了方便提出的SIFT算法是目前效率较高的一种算法，在运算，假设函数f(x，)，Hessian矩阵H是由函数此基础上，HerbertBayE5_等人提出了SURF(Spee—．厂偏导数组成：收稿日期：2009年1O月24El，修回日期：2009年11月27日作者简介：时磊，男，硕士研究生，研究方向：图像处理与模式识别。2010年第2期计算机与数字工程l25所示的金字塔结构，图像的尺寸是变化的，并且运(1)算会反复使用高斯函数对子层进行平滑处理，图1w一

7、lr盖]f(b)说明SURF算法使原始图像保持不变而只改za3yj变滤波器大小。aetcH一器一()(2)判别式的值是H矩阵的特征值，可以利用判引定结果的符号将所有点分类，根据判别式取值正负，来判别该点是或不是极值点。在SURF算法中，用图像像素I(x，．y)代替函数值f(x，)，选用图1图像滤波金字塔二阶标准高斯函数作为滤波器，通过特定核问的卷2．3精确定位特征点积计算二阶偏导数，这样便能计算出H矩阵的三所有小于预设极值的取值都被丢弃，增加极值个矩阵元素L、L、L⋯从而计算出H矩阵：使检测到的特征点数量减少，最终只有几个特征最广[，～(X

8、．￡)f⋯(X，￡)]H(X，—lLy(X,t)L：()j)xfJ薹震言：篆蓉L(X，)一G(￡)(X)(4)L(X，￡)是一幅图像在不同解析度下的表l豸荔测，以3×3的滤波器为