毕业设计（论文）-基于大津法的人脸分割的研究

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1、南昌航空大学科技学院2010届学士学位论文目录1绪论1.1数字图像处理的发展现状21.2数字图像处理发展概况21.3数字图像处理主要研究的内容41.4数字图像处理的基本特点51.5数字图像处理的优点51.6数字图像处理的应用61.7数字图像分割技术发展状况82数字图像分割基础2.1数字图像分割的基础知识92.2人脸图像分割的方法142.3基于阈值分割方法比较193大津法基础知识3.1大津法的数学基础213.2大津法的最优阈值224基于大津法的人脸分割处理4.1预处理234.2处理结果254.3结果分

2、析255总结与展望28参考文献29致谢3132南昌航空大学科技学院2010届学士学位论文基于大津法的人脸分割的研究1绪论人脸处理识别技术的研究开始于六十年代末七十年代初。近年来，随着计算机高速硬件和人工智能等技术的发展以及商业和执法等方面需求的增长，利用人脸图像进行自动识别和身份验证的研究和应用得到了空前的重视，并取得了长足的进步。很多科研机构，都先后在这个领域完成了相当成熟的实验系统。在美国经历恐怖袭击之后，美国各大机场均先后投入和使用了先进的人脸识别系统，用于识别嫌疑犯。我国在十六大召开期间，中

3、科院研制的人脸识别系统作为一种辅助身份验证手段也投入了使用。从应用角度看，自动人脸识别除了可以用于身份识别和验证之外还可用于图像库的检索，根据用户需要，从一个人脸库中查找某一特定的人，在图像信息查询领域具有广泛的应用前景，可以大大提高工作效率。另外，人脸自动识别作为一种重要的个人身份鉴别方法，可以广泛地应用于公安部门的犯人档案管理、犯人辨认查找、刑侦破案、安全验证系统、信用卡验证、医学、档案管理、视频会议、人机交互系统、证件核对、保安监视、通道控制乃至银行自动出纳机等多种场合。虽然人类可以轻松识别不

4、同的人脸，但其中的机理迄今为止科学家们还是没有彻底搞清楚，所以对于机器来说，处理并识别人脸是一件非常复杂的事情，它涉及到数字图像处理、模式识别、人工智能、生理和心理学等多方面的课题。造成这种困难的因素是多方面的。首先，人脸是一个存在部分变形的三维固体表面，因此人脸不是刚体，存在弹性形变。这使得人脸识别问题不同于普通物体的识别问题。其次，人脸是在不同的光照、面部表情、视角、年龄、是否戴眼镜、是否有脸部毛发和化妆品等条件下摄取的。因此一个实用的人脸识别系统，它应该能够处理脸部图像的这些变化，对于同一张脸

5、，在不同的视角，不同的描述方法下，能够找出不变的特征量或者找出能恢复到正常状态下的特征量。人脸的自动识别因此也极具挑战性。可以说，到目前为止，还没有一个完全的解决方案可以在毫无约束的情况下出色地完成人脸识别任务。国内外研究现状在人脸分割算法方面，早期人脸识别的研究主要有两大方向【1】32南昌航空大学科技学院2010届学士学位论文：一是提取人脸几何特征的方法，包括人脸部件规一化的点间距离和比率以及人脸的一些特征点，如眼角、嘴角、鼻尖、下巴等部位所构成的二维拓扑结构。其一是采用改进的积分投影法提取出用欧

6、氏距离表征的维人脸特征矢量用于模式分类。二是模板匹配的方法，主要是利用大量已知人脸图像形成人脸分割和特征提取技术研究板，计算模板和图像灰度的自相关性来实现识别功能。近年来的一个趋势是将人脸的整体识别和特征分析的方法结合起来，如一提出的基于分析和整体的方法，提出的利用可变形模型来对人脸进行解释和编码的方法等等。国内关于人脸识别的研究始于二十世纪八十年代，主要是在国际流行方法基础上作了发展性研究工作。哈尔滨工业大学高文等提出一种处理多姿态人脸识别的多候选类加权识别方法，并对彩色图像的人脸跟踪和识别也进行

7、了大量研究。清华大学张长水等对特征脸的方法作了进一步发展，提出了采用类间散布矩阵作为产生矩阵，进一步降低了产生矩阵的维数，在保持识别率的前提下降低了运算量。上海交通大学李介谷等专门研究人脸斜视图像的集合特征提取与恢复。他们还研究了基于计算机视觉场模型的人脸识别技术。东南大学何振亚等采用对称主元分析神经网络，用去冗余和权值正交相结合的方法对人脸进行特征提取和识别。比较好的实现了大量人脸样本存储和人脸的快速识别。1.1数字图像处理的发展现状数字图像处理（digitalimageprocessing）是用

8、计算机对图像信息进行处理的一门技术，使利用计算机对图像进行各种处理的技术和方法。20世纪20年代，图像处理首次得到应用。20世纪60年代中期，随电子计算机的发展得到普遍应用。60年代末，图像处理技术不断完善，逐渐成为一个新兴的学科。利用数字图像处理主要是为了修改图形，改善图像质量，或是从图像中提起有效信息，还有利用数字图像处理可以对图像进行体积压缩，便于传输和保存。数字图像处理主要研究以下内容：傅立叶变换、小波变换等各种图像变换；对图像进行编码和压缩；采用各种方法对图