远程网络监控人脸表情识别方法研究与系统实现

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：39学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：远程网络监控人脸表情识别方法研究与系统实现论文作者：王奇特学科：信息与通信工程指导教师：贾克斌论文提交日期：2016年4月UDC：39学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201302075密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：远程网络监控人脸表情识别方法研究与系统实现英文题目：RESEARCHANDSYSTEMIMPLEMENTATIONOFFACIALEXPRESSIONRECOG

2、NITIONUNDERREMOTENETWORKMONITORING论文作者：王奇特学科：信息与通信工程研究方向：数字多媒体信息处理申请学位：工学硕士指导教师：贾克斌所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

3、中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王奇特日期：2016年4月28日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王奇特日期：2016年4月28日导师签名：贾克斌日期：2016年4月28日摘要摘要人脸表情是人类表达情感的重要方式，通过识别人脸的表情类别，可以对其进行心理分析，从而获取有价值的情感信息。开展面向远程网络监控人脸表情识别技术

4、的研究，可以利用互联网络及时快捷地获得更广泛区域的人脸表情及动态变化信息，对于预防恐怖袭击、反对极端民族主义、智能交通管理、多媒体信息交互等方面都具有重要的理论意义与应用价值。本文通过IP网络摄像头从远程端采集人脸表情图像，以人脸表情识别算法作为理论依据，深入研究了快速优化识别算法。同时，利用物联网架构技术进行数据传输，搭建基于MVC设计模式的远程监控人脸表情识别系统，集成各个功能模块，对远程监控场景下的人脸表情进行识别。完成的主要工作和取得的成果如下：（1）基于物联网架构对IP协议、TCP协议、HTTP协议的基本原理和特性展开深入的

5、研究，形成视频数据的传输技术。选择较为合理的IPv4/IPv6过渡机制，实现IPv4/IPv6通信功能模块，理解TCP/IP参考模型，分析HTTP报文结构及请求方法，保证数据传输的有效性和一致性。（2）提出一种基于2D-LPCA的表情特征提取算法，增强系统的时效性。该算法针对识别表情过程中存在的由于个体不同而出现的表情差异及相似表情容易混淆的情况而对PCA算法进行改进，提出局部PCA算法，即LPCA算法。该算法提高了提取表情特征的有效性，但增加了算法复杂度，因此本文结合2D-PCA算法提出2D-LPCA算法，提升了算法的时效性。实验结

6、果表明，2D-LPCA算法具有原理简单、有效性高、速度快的特点。（3）设计并实现了基于Adaboost-Knn算法的表情分类器，进一步提高了人脸表情的识别率与鲁棒性。该分类器根据最近邻定义法则及相似度衡量标准，引入Boosting分类提升算法，从而对性能提升。实验结果表明，通过优化参数，该分类器具有很好的鲁棒性及较高的识别率。（4）设计并实现了基于B/S体系结构的远程监控人脸表情识别系统。该系统基于B/S体系，实现通过浏览器进行系统的访问；利用MVC设计模式实现数据持久层、业务层、表现层的分层隔离，降低系统的耦合性；基于SSH2框架开

7、发系统，借助JNI/JNA技术跨语言对OpenCV视觉库中算法调用，运用JavaApplet技术将表情识别算法嵌入到系统中，设计并实现视频监控、表情仓库、数据特征、系统管理4个核心模块。关键词：人脸表情识别；远程监控；主成分分析；K近邻算法；Adaboost算法-I-AbstractAbstractFacialexpressionisanimportantwayforhumantoexpressemotion,byrecognizingthefacialexpression,mentalitycanbeanalyzedinordert

8、oobtainvaluableemotionalinformation.Tocarryouttheresearchoffacerecognitiontechnologyforremotenetworkmonitoring