人脸检测定位算法的实现文献综述

 2021-11-08 10:11

毕业论文课题相关文献综述

(一)研究背景

观察一个人的面部可以自然的、无侵犯性的了解到一个人的很多信息,比如:身份,性别,年龄,情感等等。人脸检测与识别是模式识别领域中的经典问题之一。此外,还涉及图像处理、解剖学及生理学等多方面多领域的知识。该技术研究最早可追溯到19世纪法国人Galton的工作[1]。现代研究始于20世纪60年代末70年代初,并随着科学技术而发展。自90年代以来一直是研究热点,各种算法层出不穷,相关杂志上发表的有关论文数以千计。国内在这方面的研究起步于20世纪80年代,受到了国家863计划的大力扶持,发展很快。2000年以来,每年一届的中国生物识别学术会议极大地推动了包括人脸识别在内的生物识别技术水平的发展。现在,国内也已建成世界上较全面、规模最大的东方人脸图像数据库[2]。

(二)国内研究概况

国内人脸检测与识别的研究自20世纪80年代起步后,大都集中在基于几何特征、代数特征、神经网络和模板匹配的检测和识别这几个方面,特别是有关神经网络的研究比重较大。在此基础上,基于多分类器的人脸检测与识别受到的关注较大,这方面的研究成果较多。特别是近几年引入三维特征后,利用三维与二维信息的融合进行人脸检测与识别成为另一个亮点。中国科学院计算所的面像检测与识别核心技术这一国家863项目取得重大突破,达到了国际先进水平,标志着我国在人脸识别这一当今热点科研领域掌握了一定的核心技术,并已应用到会议代表入场的身份认证上。虽然人脸检测与识别受到了国内学术界的较大关注,并在20世纪末、21世纪初取得了较大的发展,但总体上,目前仍处于起步阶段,研究大都基于几何特征或代数特征,与国际水平仍存在较大差距。但随着JDL大规模人脸图像数据库[2]的建立以及各种生物识别会议的召开,我国生物识别研究队伍正不断扩大,水平在不断提高,与国外差距也在不断缩小。

(三)国外研究概况

各国的科研人员作了很多的研究,国外比较著名的有CMU,MIT,UIUC等。此外,每年在国际国内的相关期刊和会议上都有大量的关于人脸检测的论文,其中综述性质的文章对近期人脸检测的研究进展进行总结,对人脸检测的研究方向进行展望。Chellappa、Zhao等人分别于1995和2003年发表的两篇人脸识别的综述论文,其中列出专门章节将人脸检测作为人脸识别系统的一部分进行了综述[4,5]。前者总结了上世纪九十年代中期之前人脸检测技术的状况和发展,后者则着重介绍了最新的人脸检测技术的发展情况。2001年,E.Hjelmas等人发表的文章[6]将人脸检测技术分为基于图像的方法和基于特征的方法这两类进行了综述。2002年,M.H.Yang等在IEEETrans.PAMI上发表了名为:DetectingFacesinImages:ASurvey[7]的人脸检测技术综述文章,该文将人脸检测技术分为四类进行了详细介绍,并且针对以往关于人脸检测论文中检测性能估计方面的混乱情况,提出了较明确的估计准则。此外,还给出了许多用于人脸检测的人脸库资源的互联网链接。此后,M.H.Yang在2003年的ICIP会议和2004年的ICPR会议上分别作了名为:RecentAdvancesinFaceDetection的主题报告[8,9],对人脸检测的最近动态进行了详细的介绍。

(四)人脸检测基于算法的研究

1.基于知识的方法

利用人的先验知识建立若干规则,将人脸检测问题转化为基于面部特征不变量的假设/验证问题。利用人脸的椭圆形轮廓特性,WangJG,TamTN提取边缘特征[10],并根据广义Hough变换提取椭圆形状信息,进行人脸检测。姜军,张桂林提出了一种基于知识的快速人脸检测方法[11],采用符合人脸生理结构特征的人脸镶嵌图模型,建立较为完备的知识库,并采用多级检测的步骤加快检测速度。另外卢春水,张长水,闻芳等在传统的镶嵌图法基础上,提出了一种新的广义三分图的人脸模型分块方案[3],取得较好效果。眼睛是人脸上最独特的一种器官,已成为许多检测方法所利用的关键特征。此外,由于人的肤色在图像中的聚类特性及对方向的不敏感性,已在人脸检测中得到了应用[12]。基于知识的方法需要利用人脸的几何和灰度等方面的特征整理出各种检测规则,建立规则库,这种规则库还需要在实用中不断修改和完善。

2.基于统计的方法

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