图像处理技术在人脸识别中的应用

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人脸识别技术的原理和应用

人脸识别技术的原理和应用

人脸识别技术的原理和应用随着科技进步的不断推动和人们对生活质量要求的提高,人脸识别技术成为了一项备受关注的新兴技术。

通过人脸识别技术,我们可以更加智能、便捷地完成各种需要身份认证的场景,比如进出门禁、支付、签到打卡等。

本文将分别介绍人脸识别技术的原理和应用。

一、人脸识别技术的原理人脸识别技术是指通过数字图像或视频的面部信息进行身份识别的技术。

在这个过程中,主要包含两个部分:图像预处理和特征提取。

1、图像预处理图像预处理主要是把原始的图像进行处理,使得后续的特征提取能够更加准确。

在这个过程中,主要包括以下几个方面:(1)灰度化把图像转换成灰度图是人脸识别的常见处理方法。

这样做的好处在于,灰度图像只需要一个通道来表示图像信息,从而减少了特征提取的难度。

(2)归一化对于不同像素的图像,需要对其规范化到同一大小。

这样做有两个作用:一是方便对图像进行后续处理;二是为了能够把不同大小的人脸图像进行比较。

(3)去噪对于一些纹理较弱、图像较亮或反光的图片,需要进行去噪处理,使得人脸图像清晰可辨。

2、特征提取特征提取是人脸识别的核心环节,其目的是把图像信息转化为容易被识别的特征向量。

这个过程通常包括以下几个方法:(1)Eigenface算法Eigenface算法被认为是人脸识别中最为成功的算法之一。

它通过对PCA的主成分进行分析,提取图像中的重要特征,再将这些特征转化为与人脸唯一相关的特征值。

(2)LBP算法LBP算法是一种图像处理算法,可以对图像提取纹理信息。

在人脸识别中,我们通常将LBP算法用于检测图像中的眼睛、鼻子、嘴巴等特征。

通过把这些特征提取出来,就可以判断一个照片中是否有人脸。

二、人脸识别技术的应用人脸识别技术的应用非常广泛,下面我们来分别介绍几个经典的应用场景。

1、门禁系统人脸识别技术可以用于门禁系统,实现无钥匙进出。

工作过程中,系统会先进行人脸识别,如果识别通过,门禁会打开。

这种方式可以避免钥匙的丢失和盗用。

图像处理技术在人脸识别中的应用

图像处理技术在人脸识别中的应用

图像处理技术在人脸识别中的应用随着科技不断地进步,现代社会对于人脸识别技术的需求也越来越高。

很多行业都涉及到了人脸识别技术,例如安防、金融、社交等领域。

为了更好地应对这些需求,图像处理技术在人脸识别中的应用也越来越广泛。

一、人脸检测人脸检测技术是指在多个图像中找到人脸的技术。

在人脸识别过程中,首先需要进行人脸检测。

常用的方法有基于颜色、形状和纹理等特征的检测方法。

与传统方法不同,现代图像处理技术将深度学习算法应用于人脸检测中,例如卷积神经网络(CNN)。

CNN是一种基于人工神经网络的深度学习算法,可以对输入的图像进行分类和识别。

在人脸检测中,CNN可以预训练,从而得到一个检测器。

这个检测器可以检测出输入图像中的人脸,并用一个矩形框圈出。

二、人脸特征提取人脸特征提取技术是指从图像中提取出能够区分不同人脸的特征。

通常有以下几种方法:1. Haar特征检测:通过对图像中的像素点进行积分,得到图像的不同区域之间的差异,从而提取出特征。

2. LBP(局部二值模式)特征:用局部信息表示整幅图像,通过比较邻域像素值的大小来计算每个像素的二值码,从而提取出特征。

3. HOG(方向梯度直方图)特征:通过计算图像中每个像素点周围像素的梯度信息,得到图像的梯度直方图,从而提取出特征。

三、人脸识别人脸识别是指通过识别人脸的特征,并将其与存储在数据库中的特征进行匹配从而实现身份认证的过程。

现代图像处理技术主要采用机器学习算法和人工神经网络的方法实现人脸识别。

人脸识别的常用方法包括:1.基于特征比对的人脸识别方法:该方法是将提取出的人脸特征与存储在数据库中的人脸特征进行比对,从而实现识别。

基于特征比对的人脸识别方法有SIFT、SURF等。

2. 基于深度学习的人脸识别方法:通过卷积神经网络等深度学习算法进行人脸特征提取和识别。

四、人脸识别的应用人脸识别技术在现代社会中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 安防:人脸识别技术可以应用于各类安防场景,例如门禁、监控等,实现重点区域的智能访问控制。

图像处理在人脸识别中的应用

图像处理在人脸识别中的应用

图像处理在人脸识别中的应用一、引言人脸识别作为一种重要的生物特征识别技术,在安防领域、边境管控、身份认证等众多领域发挥着重要的作用。

而图像处理技术的发展,则为人脸识别提供了强有力的支持。

本文将重点探讨图像处理在人脸识别中的应用。

二、图像预处理在进行人脸识别之前,首先需要对人脸图像进行预处理,以提高后续的识别准确率。

图像预处理涉及到图像去噪、图像增强、图像归一化等步骤。

其中,图像去噪可以通过滤波算法实现,如中值滤波、均值滤波等,以去除因环境、摄像头等原因引入的噪声。

图像增强则可以采用直方图均衡化等方法,突出人脸图像的细节特征。

图像归一化则是对人脸图像进行尺度统一,以消除图像在尺度上的差异。

三、特征提取在进行人脸识别时,需要从人脸图像中提取出具有区分度的特征。

图像处理技术为特征提取提供了丰富的工具和方法。

其中,最经典的特征提取方法之一是主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),它通过线性变换将原始的高维数据转化为低维的特征向量,以实现降维和减少计算复杂度的目的。

此外,还有许多其他的特征提取方法,如局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP)、Gabor滤波器等,它们可以从图像中提取出纹理、形状等更加丰富的特征。

四、特征匹配特征匹配是人脸识别中的核心问题之一。

图像处理技术可以帮助实现特征的匹配和比较。

例如,在特征匹配中常用到的方法之一是欧氏距离比对。

通过计算两个人脸特征向量之间的欧氏距离,可以判断它们之间的相似度。

此外,还可以借助其他的比较算法,如汉明距离、余弦相似度等,以达到更加准确的特征匹配结果。

五、人脸检测在进行人脸识别之前,首先需要对图像进行人脸检测,确定图像中的人脸位置。

图像处理技术提供了多种人脸检测算法,如基于Viola-Jones算法的人脸检测器、基于深度学习的卷积神经网络等。

这些算法可以自动检测出人脸图像,为后续的人脸识别任务提供准确的目标区域。

数字图像处理在人脸识别中的应用

数字图像处理在人脸识别中的应用

数字图像处理在人脸识别中的应用随着人们对科技的追求以及生活水平的提高,人脸识别技术已经越来越普及。

无论是在社会领域还是在个人生活方面,人脸识别技术在保障人民安全、提高用户体验等方面有非常广泛的应用。

而数字图像处理技术正是构建人脸识别系统的核心技术,因此深入研究数字图像处理在人脸识别中的应用具有重要的意义。

数字图像处理技术是指通过计算机对数字图像进行操作和处理的技术。

这种技术通常包含了图像采集、预处理、特征提取以及分类识别等几个步骤。

而当它与人脸识别技术结合时,数字图像处理技术将起到至关重要的作用。

在数字图像处理技术中,最为重要的一步是特征提取。

特征提取的目的是通过不同方式提取出图像中的特征信息,以便于人脸识别算法能够准确地识别不同人脸的特征。

数字图像处理技术中较为常见的人脸特征提取方式包括基于颜色、形态和纹理等几个方面。

其中,基于颜色的人脸识别方式是基于人脸的颜色特征进行识别,比如通过提取人脸区域的颜色直方图,以提高人脸识别的准确度。

除了基于颜色的人脸识别方式之外,基于形态和纹理的人脸识别方式也很重要。

基于形态的人脸识别方式是通过提取人脸的特征形态信息,如轮廓、脸型、面积等来进行识别。

而基于纹理的人脸识别方式是基于人脸纹理特征进行识别,比如通过提取人脸的纹理特征来提高人脸识别的准确率。

这些特征的提取和分类,离不开数字图像处理的强大支持。

在实际的人脸识别应用中,数字图像处理技术的作用更凸显。

人脸检测是人脸识别系统的第一步。

通过技术手段提取图像中有关的人脸数据,挑选其中的特定点,限定面部的形状,并进行相关的计算处理。

这对于后续的人脸识别来说,非常重要。

其次,从确定的关键点坐标中确定人脸位置,以更精细的方式分割出该部分人脸。

接下来,对人脸图像进行预处理,移除噪声和图像背景等无关信息,提高图像质量的同时保护人脸的完整性和特征性。

当人脸图像预处理后,我们需要从中提取有用的特征信息。

人脸识别应用中,数字图像处理技术最为重要的一部分就是特征提取。

数字图像处理技术在图像识别中的实际应用

数字图像处理技术在图像识别中的实际应用

数字图像处理技术在图像识别中的实际应用数字图像处理技术是一种将数字图像进行处理和分析的技术手段,广泛应用于图像识别领域。

图像识别是指通过计算机对图像中的目标进行自动识别和分类的过程。

在现代社会中,图像识别技术在人脸识别、车牌识别、图像搜索、安防监控等领域起到了重要作用。

本文将探讨数字图像处理技术在图像识别中的实际应用。

数字图像处理技术在图像识别中的一个重要应用领域是人脸识别。

人脸识别技术旨在通过计算机系统自动识别和鉴定图像或视频中的人脸。

在人脸识别技术中,数字图像处理技术可以应用于人脸图像的预处理、特征提取和匹配等过程。

在预处理阶段,数字图像处理技术可以用于去除图像中的噪声、调整图像的亮度和对比度,以及对图像进行图像增强,从而提高人脸识别的准确性。

在特征提取阶段,数字图像处理技术可以提取人脸图像中的特征点和特征描述符,例如眼睛、鼻子和嘴巴等特征,以便于后续的人脸匹配和识别。

在匹配阶段,数字图像处理技术可以将预处理和特征提取的结果与数据库中的人脸图像进行比对,以判断是否匹配。

通过数字图像处理技术的应用,人脸识别技术在安防领域、人脸支付以及社交娱乐等方面得到了广泛应用。

另外一个重要的实际应用领域是图像搜索。

在互联网时代,图像搜索技术成为了一项重要的研究方向。

图像搜索技术旨在通过对图像进行分析和比对,找到与其相似或相关的其他图像。

数字图像处理技术在图像搜索中发挥着重要的作用。

首先,数字图像处理技术可以对图像进行特征提取和描述,例如提取图像的颜色、纹理和形状等特征,从而实现对图像的内容理解和比对。

其次,数字图像处理技术可以建立图像特征的数据库,对图像进行索引和分类,从而实现高效的图像搜索。

通过数字图像处理技术的应用,图像搜索技术在电商平台、社交媒体、图片存储和检索等领域得到了广泛应用。

此外,数字图像处理技术在车牌识别领域也发挥着重要的作用。

车牌识别技术旨在通过对图像中的车牌进行自动识别和分类。

数字图像处理技术可以用于车牌图像的预处理、字符分割和字符识别等过程。

人脸识别和图像处理技术的原理和应用

人脸识别和图像处理技术的原理和应用

人脸识别和图像处理技术的原理和应用人脸识别和图像处理技术是计算机视觉领域中的重要研究方向,它们基于图像信息的处理和分析,旨在实现对人脸图像的自动识别和分析。

本文将介绍人脸识别和图像处理技术的基本原理,并探讨其在不同领域中的广泛应用。

一、人脸识别技术的原理人脸识别技术是通过对人脸图像进行处理和分析来实现对人脸的识别和辨认。

其原理主要包括以下几个方面:1. 特征提取:通过对人脸图像进行特征提取,将人脸图像转化为特定的数学模型或特征向量。

常用的特征提取方法包括主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)等。

2. 特征匹配:将提取到的人脸特征与已知的人脸特征进行比对和匹配,找出最相似的一组特征。

常用的特征匹配方法包括欧氏距离、余弦相似度等。

3. 决策分类:根据匹配结果进行决策分类,判断输入的人脸图像是否属于已知的某个人。

常用的决策分类方法包括支持向量机(SVM)、人工神经网络等。

二、人脸识别技术的应用人脸识别技术在多个领域中都有广泛的应用,下面主要介绍其中几个重要的应用领域。

1. 安全与监控:人脸识别技术可以应用于安全领域,如入侵检测、人脸识别门禁系统等。

它可以对人脸进行实时的检测和识别,从而实现对特定人员或非法入侵的快速识别和报警。

2. 身份认证:人脸识别技术可用于身份认证,如生物特征身份认证、手机解锁等。

通过对输入的人脸图像与已注册的人脸模型进行匹配,实现对用户身份的准确认证。

3. 人机交互:人脸识别技术可以应用于人机交互领域,如面部表情识别、眼球追踪等。

这将使得计算机能够识别用户的情绪和意图,从而实现更自然、便捷的人机交互方式。

4. 社交媒体:人脸识别技术也广泛应用于社交媒体中,如自动标注照片、人脸识别朋友推荐等。

通过对照片中人脸的检测和识别,可以自动标记照片中的人物,并为用户推荐熟悉的朋友。

图像处理技术是对图像进行数字化处理和分析的过程,旨在改善图像的质量、增强图像的一些特定特征,并提取出图像中的有用信息。

图像处理中的人脸检测与识别技术

图像处理中的人脸检测与识别技术人脸检测与识别技术是图像处理领域中的一项重要技术,广泛应用于人脸识别系统、安防监控系统等领域。

本文将从人脸检测的原理、人脸特征提取和人脸识别技术三个方面进行阐述。

一、人脸检测的原理人脸检测是指在一张图像中自动识别和定位人脸的过程。

人脸检测的原理可以概括为以下几个步骤:1.图像获取:从摄像头、相机等设备中获取图像。

2.图像的预处理:通过灰度化、直方图均衡化等方法将图像转化为可处理的形式。

3.特征提取:通过特征提取算法,提取图像中的人脸特征。

4.分类和判断:使用分类器来判断图像中是否存在人脸,并进行位置定位。

常用的人脸检测算法包括Haar特征检测、Viola-Jones算法以及基于深度学习的卷积神经网络(CNN)等。

二、人脸特征提取人脸特征提取是指从人脸图像中提取出具有辨识性的特征。

常用的人脸特征提取方法有以下几种:1.几何特征:通过测量人脸图像中的一些几何特征,如眼睛、鼻子和嘴巴的位置、尺寸等来描述人脸。

2.颜色特征:利用人脸图像中的皮肤色彩信息来进行人脸特征提取,例如HSV颜色空间中的色调、饱和度和亮度等。

3.纹理特征:通过分析人脸图像的纹理特征,比如灰度共生矩阵、Gabor滤波器等,来描述人脸。

4.基于矩阵的特征:将人脸图像转化为矩阵形式,如图像的小波变换矩阵、离散余弦变换等,然后提取矩阵特征。

5.基于深度学习的特征:利用深度学习模型,如卷积神经网络(CNN)等,从图像中学习特征表示,然后进行人脸识别。

三、人脸识别技术人脸识别技术是指在给定一张人脸图像时,通过比对已知人脸特征库中的人脸特征来确定图像中的人脸身份。

人脸识别技术常用的方法有以下几种:1.特征匹配:将图像中提取的人脸特征与数据库中的特征进行比对,通过计算特征的相似度来判断人脸的身份。

常用的特征匹配算法有欧氏距离、相似性度量等。

2.统计学模型:通过建立统计模型,如主成分分析(PCA)模型、线性判别分析(LDA)模型等,对人脸进行建模和识别。

人工智能在人脸识别中的应用

人工智能在人脸识别中的应用一、引言随着人工智能技术的不断发展,人脸识别技术也成为了人工智能技术发展的热点之一。

人脸识别技术能够识别并分辨出照片中的不同人物,具有较高的识别率和准确性,因此在安防、金融、教育等领域中得到了广泛应用。

本文将介绍人工智能在人脸识别中的应用。

二、人工智能与人脸识别技术人工智能技术是指通过计算机模拟人类智慧的方式,对信息进行处理、识别、分类、推理等操作。

在人脸识别技术中,人工智能技术主要包括图像处理、特征提取与匹配。

1.图像处理图像处理技术主要是对图像进行去噪、增强、分割等操作,从而提高识别的准确性。

其中,图像增强技术包括灰度变换、滤波处理等,这些操作可以使得图像的质量得到改善,并且能够保留人脸图像的基本特征。

2.特征提取特征提取技术是指针对人脸图像的某些特征,在图像中提取出一些有用的特征信息,并将这些特征属性转化为可用于比较和识别的向量。

在特征提取的过程中,可以采用人脸的几何特征、纹理特征、颜色特征等信息,从而最终生成人脸的特征向量。

3.特征匹配特征匹配是指将特征向量从人脸图像中提取出来,通过比较与数据库中存储的特征向量进行匹配,从而实现人脸的识别和辨别。

特征匹配可以采用相似度匹配、欧几里得距离、余弦距离等方式。

其中,余弦距离是最常用的匹配算法。

三、应用场景1.金融行业在金融行业中,人脸识别技术可以用于用户验证、金融产品销售等操作。

通过对客户的人脸特征进行识别,可以保护客户隐私,并提高交易的安全性。

2.公共安全在公共安全领域中,人脸识别技术可以用于身份验证、卡口抓拍等操作。

通过对行人的人脸图像进行识别,可以及时检测出危险人员,保障公共安全。

3.教育行业在教育行业中,人脸识别技术可以用于考试监控、考勤管理等操作。

通过对考生的人脸特征进行识别,可以保障考试的公平性,并识别出违规行为。

四、发展趋势人工智能技术在人脸识别技术中的应用正在不断发展,未来将有可能实现更多的功能和应用。

人脸识别中的图像预处理技术

人脸识别是一种广泛应用于安全检查、身份验证、人机交互等领域的技术。

为了实现准确的人脸识别,需要对输入的人脸图像进行预处理。

预处理技术可以增强图像质量、减少噪声、增强图像对比度、增强图像细节等,为后续的人脸检测、人脸比对等算法提供更好的输入数据。

一、图像增强图像增强是一种常用的预处理技术,包括对比度增强、亮度调整、噪声抑制等。

通过增强图像的对比度,可以提高人脸的识别精度;通过调整图像的亮度,可以改善人脸的视觉效果,同时减少光照等因素对识别准确性的影响。

通过噪声抑制技术,可以去除图像中的噪声,提高图像质量。

二、人脸检测人脸检测是人脸识别中的关键步骤,它可以将图像中的人脸区域从背景中分离出来。

常用的算法包括基于特征的方法、基于深度学习的方法等。

在进行人脸检测时,需要对图像进行二值化处理,以便更准确地识别出人脸区域。

三、图像归一化图像归一化是一种常用的预处理技术,它可以将不同尺寸、不同光照条件下的人脸图像调整到相同的尺度,从而减少光照等因素对识别准确性的影响。

常用的归一化方法包括标准差归一化、最小-最大归一化等。

四、颜色空间转换人脸图像通常是在RGB 颜色空间中表示的,但RGB 颜色空间中的某些颜色对人眼不可见,这可能会影响图像质量。

因此,在人脸识别中,可以采用一些颜色空间转换技术,如灰度处理、HSV 颜色空间等,以改善图像质量。

五、降噪处理人脸图像中常常存在噪声,如光照不均、面部毛发等,这些噪声会影响人脸识别的准确性。

因此,在进行人脸识别前,可以采用降噪处理技术,如中值滤波、双边滤波等,以去除噪声,提高图像质量。

综上所述,人脸识别中的图像预处理技术包括图像增强、人脸检测、图像归一化、颜色空间转换和降噪处理等。

这些技术可以提高人脸识别的准确性,增强图像质量,为人脸识别系统的应用提供更好的支持。

未来,随着深度学习技术的发展,基于深度学习的人脸识别预处理技术将更加成熟,有望为人脸识别应用带来更好的效果。

基于图像处理技术的人脸识别与生物特征分析

基于图像处理技术的人脸识别与生物特征分析人脸识别技术是一种基于图像处理的人工智能技术,可以通过对人脸图像进行分析和比对,实现对个体身份的快速识别和验证。

随着科技的不断进步和应用场景的拓展,人脸识别技术已经在生活、安全、金融等领域得到广泛的应用。

本文将重点介绍基于图像处理技术的人脸识别原理和生物特征分析的相关内容。

人脸识别是一种在人工智能领域发展迅猛的技术,它基于图像处理技术,通过对人脸图像进行特征提取并进行比对,实现对个体身份的快速识别。

人脸图像中的关键信息主要包括脸部轮廓、眼睛、鼻子、嘴巴等特征,并通过一系列算法和模型进行处理和匹配,最终确定一个人的身份。

人脸识别技术的核心在于构建一个高效的特征提取与匹配系统。

首先,人脸识别技术的第一步是特征提取。

通过对人脸图像进行预处理和分析,提取出人脸特有的信息。

这些信息可以是人脸的轮廓、眼睛的位置和大小、鼻子的形态等等。

传统的特征提取方法主要是基于几何和统计的特征,如Gabor滤波器、主成分分析(PCA)等。

然而,随着深度学习技术的发展,特征提取方法逐渐转向基于卷积神经网络(CNN)的方法,如人脸关键点检测网络和人脸特征提取网络等。

其次,人脸识别技术的第二步是特征匹配。

在完成特征提取后,需要将提取得到的特征与数据库中存储的特征进行比对,从而判断目标人脸的身份。

传统的特征匹配方法主要有欧氏距离、余弦相似度等。

但是,由于人脸图像受到光照、角度、表情等因素的影响,传统方法在复杂场景下识别效果较差。

近年来,基于深度学习的方法得到了广泛的应用。

这些方法通过构建深度神经网络模型,并通过大数据集进行训练,实现了对复杂场景下人脸的准确识别。

生物特征分析是人脸识别技术的一个重要方向,在人脸识别的基础上,将更多的生物特征信息进行分析和应用。

除了人脸外,生物特征分析还可以包括指纹、虹膜、声纹等。

这些生物特征信息都是每个人独有的,可以通过特定的技术进行采集和识别。

生物特征分析可以在安全领域、金融领域等多个场景发挥重要作用。

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图像处理技术在人脸识别中的应用
摘要:人脸识别技术是一种比较容易被人们接受的非侵犯性识别方法,在使用上较指纹、掌纹、虹膜等其它的生物特征更加友好、直接和方便。

图像的预处理工作在人脸识别过程中发挥着很重要的作用,直接关系到人脸识别的准确率,因此,在人脸的检测和定位前对图像进行预处理是非常必要的。

本文简单介绍了人脸识别的基本过程,主要分析了人脸识别中的图像处理技术,如图像的灰度化处理、中值滤波、直方图均衡化和小波变换等,并在MATLAB中实现。

关键词:人脸识别预处理灰度图像小波变换
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:
1674-098X(2015)01(a)-0022-02
人脸识别是近年来模式识别、机器视觉、神经网络、图像处理等领域研究的热点课题之一。

人脸识别系统首先通过摄像头获取待识别对象的面部图像,再利用核心算法对其面部特征进行计算分析,进而和数据库中的信息进行比对,最后进行人脸识别,达到判断出用户的真实身份的目的。

这是一项比较高端的计算机图像处理技术。

1 人脸识别过程
一个完整的人脸识别过程大致分为以下几个步骤,如图l所示。

人脸识别首先是对待训练图像进行预处理,减少因光照、尺寸、角度、表情等因素对识别率造成的影响,然后进行人脸检测与定位,接着对所定位到的人脸图像进行特征提取,将所得的人脸特征存入数据库,作为人脸识别的依据。

识别时,同样是对待识别人脸图像进行人脸图像预处理、人脸检测与定位、特征提取,然后将所得特征与数据库中的人脸特征进行比对,从而得到人脸识别结果。

2 人脸识别中的图像处理技术
图像在采集过程中,由于受光线等外部环境因素和摄像头、采集卡噪声等内部因素的影响,采集到的人脸图像绝大多数不能满足识别的要求,因此对人脸图像进行预处理是人脸识别中非常重要的一步。

2.1 图像的灰度化处理
采集到的人脸图像通常可以分为彩色图像和灰度图像。

图像的灰度化处理过程即为将彩色图像转化成为灰度图像的过程。

利用彩色图像的颜色信息进行识别往往会受到复杂背景的干扰,影响识别效果。

然而灰度图像具有易于处理的优点,因此人脸识别一般以灰度图像为研究对象。

对于人脸的彩色图像,可首先对其进行灰度化处理。

灰度图像的每个像素只有一个采样颜色,通常显示为从最暗的黑色(0,0,0)到最亮的白色(255,255,255)的灰度,其中一个像素点RGB分量的变化范围是0到255,所以为了使后续的图像
的计算量更简单,在进行人脸检测之前一般先将各种格式的图像转变成灰度图像。

灰度图像依然反映了整幅图像的局部和整体的亮度、色度等级的特征和分布。

彩色图像与灰度图像之间的各RGB 分量对应关系见式(1),根据该公式我们就可以将一幅彩色图像转换成灰度图像。

(1)
2.2 中值滤波
我们所得到的灰度图像,无论是直接获取还是由彩色图像转换,都避免不了噪声的存在,噪声对图像的质量具有很大的影响。

中值滤波在去除孤点噪声的同时,还可以很好地保持图像的边缘特性。

在一定条件下,中值滤波可以解决线性滤波器处理图像细节模糊的问题,并且对图像扫描噪声和滤除脉冲干扰都非常的有效,但是,对点、线、尖顶等细节较多的图像,则会引起图像信息的丢失。

中值滤波是将一个含有奇数点的窗口在图像上扫描,然后把该窗口扫描到的像素点按照灰度值级进行上升或下降排序,取中间的灰度值来代替该点的灰度值,即:
(3-2)
常用的滤波器的采样窗口如下所示:
方窗十字窗中心加权窗菱形窗
2.3 灰度归一化
对图像进行灰度归一化处理是对图像进行光照补偿等
处理的有效措施,其中比较典型的方法是直方图的均衡化。

灰度变换的一个重要应用即是直方图的均衡化,它高效且易于实现,在图像增强处理中应用极为广泛。

图像像素的灰度变化范围呈随机分布,直方图的图形呈高低不齐分布,直方图均衡化就是用一定的算法使灰度直方图大致平和。

均衡化的图象的动态范围虽然扩大了,但其根本是减少量化级别,扩大量化间隔。

因此,原来像素不同的灰度经过处理后可能变的相同了,形成了一片具有相同灰度级的区域。

进行直方图均衡化,是对图像中像素个数少的灰度级进行缩减,而对像素个数多的灰度级进行展宽,使图像的灰度分布范围相对均衡,要尽可能的覆盖所有的灰度级,没有占绝对优势或者绝对劣势的像素,从而达到清晰图像的目的。

2.4 几何归一化
在获取原图像时,由于被拍摄人所处的位置、成像距离、光照强度等因素的影响,可能会造成同一个人在不同照片中的人脸大小、位置等也不同,而我们在识别中用到的算法经常使用整幅图像,如果原始图像不经过处理,则会影响到人脸识别的效率,因此要对图像进行几何归一化,以达到不同的人脸图像大小相同、人脸的关键部位在图像中的相对位置也基本相同的目的。

几何归一化主要包括图像旋转、图像镜像、图像平移和图像缩放。

2.5 小波变换
图像处理是小波分析应用的重要领域,近年来小波分析已经被证明是进行图像处理的强有力的工具之一。

因为小波分解可以把图像分层次按照小波基展开,并且根据图像的性质及其给定的图像处理标准可以确定展开到哪一级,还可以把细节分量和近似分量分开,所以小波分析经常用于压缩、去噪等方面。

适当层次的小波变换后的低频子带图像刻化了人脸的表情和姿势的不变特征,具有较好的稳定性。

由图2可以看出,二级小波变换后的低频子带图像仍然是原图像的光滑像,并且图像向量的维数变得更低,图像也随之更加模糊。

随着小波变换级数的增加,这种效果造成的影响越来越大,因此,选择适当的小波分解层数对识别的效果和算法的复杂度都是非常重要的。

3 结语
人脸识别是当前最热门的模式识别研究课题之一,对日常生活中的身份认证有很大的帮助。

该文针对图像处理技术在人脸识别中的应用问题进行了研究。

考虑到角度、光照和尺寸等因素对人脸图像造成的影响,为了得到标准化的图像,对图像进行了灰度归一化和几何归一化处理。

利用小波多分辨率分析的优势,将得到的图像进行预处理,使处理后的图像能够快速、准确地识别人脸。

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