基于超声探测的人脸识别系统研究

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文指导教师：学位类别：王墨亟±学科专业：筮鲑王墨培养单位：生国型堂暄直堂巫塞压2013年5月ByCaoBenxiIIllIllllIllllll[1lllllIIIIIllIIIIIY2381263ADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSoftwareE

2、ngineeringInstituteofAcoustics，CASMay,2013中国科学院声学研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。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。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：槲日期：‘刎弓年歹月w日学位论文使用授权说明本人完全了解中国科学院大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：·按照中国科学院大学要求提交学位论文

3、的印刷本和电子版本；·中国科学院大学与中国科学院声学研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；·中国科学院大学与中国科学院声学研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：导师签名：韵髻日期：硼弓年岁月加日摘要将超声探测技术应用于人脸识别中，能有效避免光线变化等环境因素对识别率的影响，是人脸识别领域中一个新的研究方向。本文根据超声人脸识别的原理，分析了现有超声人脸识别系统的不足，设计实现了一个实时超声人脸识别系统。该系统能够进行实时超声信号发射、接收、人脸识别，并能完成系统识别率的统计

4、。系统的软件使用设计模式进行设计和编写，增强了系统的稳定性和可扩展性。同时，通过使用多线程并发编程技术，提高了系统的实时性并使系统具有良好的用户体验。本文的主要工作如下：(1)分析、设计实时超声波人脸识别系统的工作方式和系统结构；实现系统硬件平台搭建及软件模块划分和代码编写。(2)对软件工程设计模式中的单例模式进行优化，应用于系统的采集卡控制和配置文件管理等模块。优化后的单例模式能确保系统对采集卡、配置文件等资源的正确调用，同时能避免多线程下单例对象的重复实例化。(3)对策略模式进行优化，应用于特征提取和模式识别算法的代码设计。通过使用优化后的策略模式，隔离了系

5、统主体逻辑和特征提取、模式识别算法，解决了算法频繁更新、替换带来的系统维护问题。(4)针对系统外围设备耗时较多、信号处理运算量较大等特点，分析系统各模块间关系，合理设计多任务并发执行策略。从而提高了CPU的使用效率，提供了良好的用户体验。同时，合理设计线程间的同步，解决多线程下资源共享问题。(5)制定系统操作规范，确保用户能迅速掌握系统的使用方法。(6)进行系统测试：通过黑盒测试，找到系统界面及功能上的缺陷和不足并予以改进；通过白盒测试找到系统业务逻辑及代码的错误和疏漏并进行修正。关键词：超声探测，实时人脸识别，设计模式，多线程AbstractUltrasoni

6、cfacerecognitionisanewdomainoffacerecognitionresearch．Whentheluminousenvironmentisnotideal，itwouldnotbeaffectedwhilevision．basedfacerecognitionwouldgetaseriousdeclineinrecognitionrate．Inthispaper,areal．timefacerecognitionsystemWasproposed．Thesystemhasthefollowingfunctions：detectionsi

7、gnalgeneration，transmitting，echosignalreceiving，amplification，demodulation，spectralanalysis，andfeatureextraction．ThesystemCanimplementreal-timefacedetectionwithultrasonicsensing，anditCanalsofigureoutitsrecognitionrate．Thesoftwareofthesystemisextensibleandeasytomaintain，sincedesignpat

8、ternsofsofhv