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首页PAC算法人脸识别-课程设计报告
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1
信号处理方向课程
设计报告
题 目:采用
PCA
方法的人脸识别系统
院 系: 电子信息学院
专 业: 信息类
班 级:
姓 名:
学 号:
指导教师:
2013 年 1 月 16 号
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2
目 录
1:绪论.....................................................................................................3
1.1:研究背景.................................................................................3
1.2:应用前景.................................................................................4
2:设计基本要求....................................................................................5
3:内容原理.............................................................................................6
3.1 为什么设计 PCA 人脸识别系统...............................................6
3.2 PCA 算法的原理........................................................................7
3.3 Eigenface 算法............................................................................8
3.4 PCA 算法在人脸识别中的应用................................................9
4:设计步骤...........................................................................................10
4.1: 数据采集..............................................................................10
4.2.:文件的读入与显示..............................................................11
4.3: 载入要训练的人脸集图像并存储......................................12
4.4.:获取训练图像集合的主成分特征向量..............................12
4.5:显示特征脸...........................................................................13
4.6:平均脸显示...........................................................................14
4.7:由特征脸重构训练集内人脸图像.......................................15
5:心得体会...........................................................................................17
附录 1:参考文献.....................................................................................18
附录 2:课程设计源代码......................................................................18
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3
1:绪论
1.1:研究背景
为了帮助学生深入理解和消化基本理论、进一步提高综合应用
能力并且锻炼独立解决问题的能力,我们将《数字信号处理》、
《DSP 原理与应用》、《语音信号处理》和《数字图象处理》
几门课程融合在一起开设的 DSP 综合实验课程设计。主要要求
有:
一:设计内容突出信号处理的理论和技术的综合应用。如在信
号滤波实验中,在语音信号中混有噪声,要求学生滤除该语音
信号中的噪声。学生首先要进行信号谱分析、然后选择滤波器
类型,再确定滤波器参数,最后进行滤波器设计与应用。而不
是简单地给出滤波器类型和设计指标。
二:如何将《DSP 原理与应用》、《语音信号处理》和《数字
图象处理》三门课程有机的结合起来,设计一实际的系统。由
学生在所学知识的基础上,查阅相关资料,自主设计,通过实
验装置进行实现,并对结果进行综合分析,寻找最佳设计方案。
希望学生通过完成一个与信号处理相关的课题的理论设计、程
序设计和实验调试任务,提高他们分析解决实际问题的能力。
本设计要求运用课程所学知识,进行算法实现、 Matlab 仿真,
程序设计,DSP 开发平台上调试,加深对信号处理知识的理解
与运用,培养对可编程 DSP 芯片的开发技能。
利用所学知识,设计一个基于 PCA 方法的人脸识别系统。
要求系统可以对各类文件格式的人脸文件进行分析,可以对一
定长度的人脸训练集进行特征值提取,能够显示特征脸、平均
脸,能够由特征向量构造训练集内部或外部的任意人脸文件,
并且完成比对误差及人脸识别的功能。
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4
1.2:应用前景
随着计算机网络和通信技术的发展,信息安全、知识产权保护
和身份认证等问题成了一个重要而紧迫的研究课题。身份认证
是保证系统安全的必要前提,在多种不同的安全领域都需要准
确的身份认证。传统的身份证、智能卡、密码等身份认证方法
存在携带不便、容易遗失、不可读或密码易被破解等诸多问题 。
基于人脸识别技术的身份认证方法与传统的方法相比,具有更
好的安全性、可靠性和有效性,因此正越来越受到人们的重视 ,
并逐渐进入社会生活的各个领域。
人脸识别技术具有广泛的应用前景,可以应用到多种不同的
安全领域,因其识别特征的独特性、惟一性和相对稳定性,逐
渐成为一非常热门的研究课题。许多典型的人脸识别算法和应
用系统都是针对标准或特定的人脸数据库,利用库内人脸进行
训练,并在相同的库中实现人脸识别。但在软件保护、计算机
安全等特殊应用中,身份认证仅针对单个对象进行人脸识别,
现有的人脸识别方法并不能胜任这样的识别任务。为此,本文
针对单对象人脸识别的特点,讨论了单对象人脸检测和识别的
关键技术,在此基础上提出了一种单对象人脸识别算法,实验
结果证明了该方法的有效性。
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5
2:设计基本要求
利用所学知识,设计一个基于 PCA 方法的人脸识别系统。要
求系统可以对各类文件格式的人脸文件进行分析,可以对一定
长度的人脸训练集进行特征值提取,能够显示特征脸、平均脸 ,
能够由特征向量构造训练集内部或外部的任意人脸文件,并且
完成比对误差及人脸识别的功能。
熟悉人脸检测及识别的基本原理和实现方法;
熟悉 Matlab 的使用及常用的信号处理函数,会用 Matlab 进行
一般数字图像处理运算。
掌握基于 PCA 方法的人脸识别步骤、算法。
通过对实际人脸图像的处理,了解一般 DSP 系统设计的开发
流程;
熟悉数字图像处理常用函数的使用方法及一般数字图像处理系
统的设计方法;
掌握主成分分析、特征值、特征脸的实现方法,获得对人脸识
别的感性认识;
培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践,帮
助学生逐步建立正确的生产观点,经济观点和全局观点。
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