發(fā)布時(shí)間：2017-06-11 02:10

  本文關(guān)鍵詞：視頻序列中基于生物特征的身份識(shí)別方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：身份識(shí)別技術(shù)是模式識(shí)別領(lǐng)域的重要研究課題。生物特征識(shí)別由于能夠只通過(guò)人體本身即可實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別功能,避免了傳統(tǒng)身份識(shí)別方法中存在的破解和竊取等問(wèn)題,具有很高的準(zhǔn)確性和安全性。視頻序列中基于生物特征的身份識(shí)別主要研究的是人臉識(shí)別和步態(tài)識(shí)別,其采集方式比其余生物特征更為友好,應(yīng)用范圍更加廣泛,已經(jīng)成為了近幾年的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)此展開(kāi)了研究,其成果主要有:(1)針對(duì)靜止-視頻人臉識(shí)別中的訓(xùn)練集與測(cè)試集不匹配問(wèn)題,提出了一種基于稀疏表示的改進(jìn)靜止-視頻人臉識(shí)別算法。視頻序列中的人臉由于檢測(cè)結(jié)果或者表情變化存在對(duì)齊困難問(wèn)題,為了實(shí)現(xiàn)人臉主要特征的對(duì)齊,采用梯度方差信息來(lái)定位人臉的主要輪廓。在攝像機(jī)靜止條件下,人臉的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成圖像模糊,導(dǎo)致識(shí)別率顯著下降。為了能夠在運(yùn)動(dòng)模糊條件下魯棒識(shí)別人臉,本文采用多尺度矩形濾波器來(lái)創(chuàng)建字典,添加多尺度模糊特征,使得稀疏表示的字典具有一定的抗運(yùn)動(dòng)模糊性。由于視頻序列中包含很多的冗余信息,逐幀識(shí)別的計(jì)算量很大,本文提出了一種根據(jù)互相關(guān)系數(shù)聚類的關(guān)鍵幀提取方法。此方法能夠自適應(yīng)確定聚類類別數(shù),不需要預(yù)先設(shè)定,提取到的關(guān)鍵幀能夠代表視頻序列中的所有信息,剔除了冗余信息,減少了識(shí)別時(shí)間。將本文提出的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該算法比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等算法有明顯的性能改善。(2)視頻序列中的人臉圖像存在光照、表情等變化,導(dǎo)致數(shù)據(jù)分布較為分散,類間散度小于類內(nèi)散度。且傳統(tǒng)分類器對(duì)于數(shù)據(jù)較為敏感,泛化能力較差。為了充分利用視頻序列中的多幀圖像和運(yùn)動(dòng)信息,同時(shí)綜合考慮散度信息和分類器的泛化能力,本文提出了一種結(jié)合散度約束和多層級(jí)聯(lián)分類器的視頻人臉識(shí)別算法。首先根據(jù)聚類方法將一個(gè)視頻序列中的多幀圖像劃分成為多個(gè)子類;然后通過(guò)最小距離法識(shí)別訓(xùn)練集中的其余樣本,對(duì)識(shí)別錯(cuò)誤的樣本和與其相似的樣本創(chuàng)建下層分類器;最后通過(guò)多層級(jí)聯(lián)分類器識(shí)別待測(cè)試樣本。該方法通過(guò)逐層創(chuàng)建分類器的方式細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)分布,增大了類間散度與類內(nèi)散度的比值,且對(duì)易錯(cuò)分樣本進(jìn)行了重點(diǎn)學(xué)習(xí),提高了分類器的泛化能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的算法能夠有效處理視頻人臉識(shí)別問(wèn)題。(3)為了提高步態(tài)識(shí)別的識(shí)別率,充分利用步態(tài)信息,本文提出了一種結(jié)合離散余弦變換和線性判別分析的步態(tài)識(shí)別方法。首先通過(guò)離散余弦變換提取其頻率域信息,然后通過(guò)線性判別分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征映射,從而實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。該方法不僅能夠有效區(qū)分步態(tài)特征中的高低頻信息,并且增強(qiáng)了特征的判別性。在中科院自動(dòng)化所的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,本文提出的特征提取方法優(yōu)于局部二值模式、主成分分析等常用方法,能夠獲得更高的識(shí)別率。
【關(guān)鍵詞】：人臉識(shí)別 步態(tài)識(shí)別 稀疏表示 聚類 多層級(jí)聯(lián)分類器 離散余弦變換 線性判別分析
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 生物特征識(shí)別研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第2章 基于稀疏表示的改進(jìn)靜止-視頻人臉識(shí)別20-37
• 2.1 引言20-21
• 2.2 人臉識(shí)別方法概述21-25
• 2.2.1 基于稀疏表示的人臉識(shí)別算法21-22
• 2.2.2 基于支持向量機(jī)的人臉識(shí)別22-24
• 2.2.3 特征提取24-25
• 2.3 基于稀疏表示的改進(jìn)靜止-視頻人臉識(shí)別25-31
• 2.3.1 基于梯度的人臉幾何特征對(duì)齊25-27
• 2.3.2 抗運(yùn)動(dòng)模糊字典的創(chuàng)建27-29
• 2.3.3 基于圖像聚類的視頻序列關(guān)鍵幀提取29-31
• 2.4 整體算法流程31
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-36
• 2.5.1 在實(shí)際拍攝數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-34
• 2.5.2 在YouTube數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-36
• 2.6 本章結(jié)論36-37
• 第3章 結(jié)合散度約束和多層級(jí)聯(lián)分類器的視頻人臉識(shí)別37-50
• 3.1 引言37
• 3.2 結(jié)合散度約束和多層級(jí)聯(lián)分類器的視頻人臉識(shí)別37-45
• 3.2.1 基于聚類分析的單層分類器設(shè)計(jì)38-41
• 3.2.2 視頻人臉識(shí)別集成分類器設(shè)計(jì)41-45
• 3.3 整體算法流程45-46
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析46-48
• 3.5 本章結(jié)論48-50
• 第4章 結(jié)合離散余弦變換和線性判別分析的步態(tài)識(shí)別50-59
• 4.1 引言50-51
• 4.2 步態(tài)能量圖的提取51-53
• 4.2.1 圖像預(yù)處理和步態(tài)周期的確定51-52
• 4.2.2 提取步態(tài)能量圖52-53
• 4.3 結(jié)合離散余弦變換和線性判別分析的步態(tài)識(shí)別53-56
• 4.3.1 離散余弦變換53-55
• 4.3.2 線性判別分析55-56
• 4.4 步態(tài)識(shí)別整體算法流程56-57
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-58
• 4.6 本章結(jié)論58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單68-69
• 致謝69

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本文編號(hào)：440545