Nghiên Ứu Á Thuật Toán Và Phương Pháp Nhận Dạng Ảnh Mặt Người.pdf

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Hồng Sơn NGHIÊN CỨU CÁC THUẬT TOÁN VÀ PHƢƠNG PHÁP NHẬN DẠNG ẢNH MẶT NGƢỜI  [.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Hồng Sơn NGHIÊN CỨU CÁC THUẬT TOÁN VÀ PHƢƠNG PHÁP NHẬN DẠNG ẢNH MẶT NGƢỜI     1.TS    1708330019545da6b51e6-b137-43b2-9e5b-df12a037e5df 170833001954598306aa0-e195-43ff-b152-4aecea39fe6b 1708330019545c53e4909-91fd-49e4-b110-15517a9e4b5b  Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn :  Đề tài luận văn:   Chuyên ngành:  Mã số HV: CB150250                             Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN                 Tiến sĩ Vƣơng Hoàng Nam             Phạm Hồng Sơn LỜI CẢM ƠN                  -                            Phạm Hồng Sơn MỤC LỤC ng GIV 11 1.1 Gi thiu chung v ph mm Matlab 11 1.1.1 Khái niệm Matlab 11 1.1.2 Tổng quan cấu trúc liệu Matlab, ứng dụng 11 1.1.3 Hệ thống Matlab 12 1.1.4 Làm quen với Matlab 13 1.1.5 Các cửa sổ làm việc Matlab 14 1.2  16 1.2.1 Các khái niệm ảnh 16 1.2.2 Các cách phân loại ảnh 16 1.3  18 1.3.1 Xử lý ảnh 18 1.3.2 Các giai đoạn xử lý ảnh 18 1.3.3 Xử lý ảnh với Matlab 20 1.3.3.1 Các kiểu ảnh Matlab 20 1.3.3.2 Các hàm xử lý ảnh Matlab 22   PHNG   42 2.1  42  44  44  45 2.4.1 Hướng tiếp cận dựa tri thức 46 2.4.2 Hướng tiếp cận dựa đặc trưng không thay đổi 47 2.4.2.1 Các đặc trưng khuôn mặt 48 2.4.2.2 Kết cấu 49 2.4.2.3 Sắc màu da 49 2.4.2.4 Đa đặc trưng 49 2.4.3 Hướng tiếp cận dựa so khớp mẫu 49 2.4.4 Hướng tiếp cận dựa diện mạo 50 2.5  51  PHN   53  53 3.2 Thut  PCA ng dng nhn dng k t ng 54 3.2.1 Thuật toán 54 3.2.2 Phân tích thành phần PCA 55 3.2.3 Ví dụ minh họa 57 3.3 ng ng Eigenfc nhn dng mt ng 63 3.3.1 Tính tốn Eigenfaces 66 3.3.2 Dùng Eigenfaces để phân loại ảnh mặt người 67 3.3.3 Ứng dụng Eigenfaces để phát gương mặt 68 3.3.3.1 Xem xét lại không gian mặt 69 3.3.3.2 Nhận dạng theo thời gian thực 69 3.4 Nhn  70 3.4.1 Ưu điểm phương pháp PCA 70 3.4.2 Nhược điểm PCA 71 3.5 hng 71 3.5.s  nh 71 3.5.1.1 Tập ảnh huấn luyện 71 3.5.1.2 Tập ảnh mẫu 72 3.5.2 Các bước thực chương trình 73 3.5.3 Lưu đồ giải thuật 75 3.5.3.1 Lưu đồ giải thuật 75 3.5.3.2 Lưu đồ giải thuật chi tiết 75 3.5.4 Kết mô 78 3.5.5 Tốc độ thực 83 3.6  83  86  86  87 PHỤ LỤC HÌNH Hình 1.1 Cửa sổ khởi động Matlab .13 Hình 1.2 Cửa sổ Command History 14 Hình 1.3 Cửa sổ Workspace 15 Hình 1.4 Cửa sổ Array Editor 15 Hình 1.5 Một số hệ tọa độ màu .17 Hình 1.6 Các bước xử lý ảnh .18 Hình 1.7 Ảnh trước sau imresize 31 Hình 1.8 Ảnh trước sau imrotate 34 Hình 1.9 Ảnh quay theo chiều ngang .36 Hình 1.10 Ảnh trước sau imcrop 36 Hình 1.11 Ảnh trước sau imcrop 38 Hình1 12 Ảnh trước sau imtransfo 39 Hình Độ phân giải ảnh Hình 2 Một loại trí thức người nghiên cứu phân tích khn mặt Hình Một mẫu khn mặt, có 16 vùng 23 quan hệ (các mũi tên) 47 47 50 Hình Hình ảnh mơ tả phương pháp hạ bậc liệu Hình Hình ảnh minh họa tương quan vector ảnh với vector sở Hình 3 Hình ảnh minh họa Eigenface có kích thước NxN Hình Diễn giải hình học phương pháp PCA Hình Hình ảnh ví dụ đơn giản phương pháp giảm chiều liệu Hình a) Những gương mặt dùng để chạy thử b) Ảnh trung bình ψ Hình Các Eigenfaces tính tốn từ dãy chạy thử hình 3.6 Hình Ảnh hình chiếu vào khơng gian mặt người xác định Hình a) Ảnh gốc b) Bản đồ mặt người, vùng tối hình dạng khn mặt Hình 10 Ví dụ thể hình chiếu ảnh lên khơng gian mặt người Hình 11 Hệ thống dị tìm định vị mặt người Hình 12 Tập ảnh Face Hình 13 Tập ảnh nface Hình 14 Tập ảnh mẫu Hình 15 Lưu đồ giải thuật Hình 16 Lưu đồ giải thuật chọn ảnh Hình 17 Lưu đồ giải thuật chương trình dị tìm ảnh mặt người Hình 18 Lưu đồ giải thuật chương trình nhận dạng Hình 19 Lưu đồ thuật tốn PCA Hình 20 Bộ sở liệu dùng để thực kiểm tra Hình 21 Tạo sở liệu để thực kiểm tra Hình 22 Hiển thị thông số sở liệu sau cập nhật Hình 23 Kết thực sau lựa chọn ảnh kiểm tra đầu vào Hình 24 Ảnh đầu gần với ảnh kiểm tra đầu vào 53 62 62 63 63 65 65 67 68 69 70 72 73 73 75 75 76 77 78 79 81 82 82 83 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT   PCA  ICA  CSDL  RGB         B = Blue (xanh lam) HSV        B (hay V): (Bright hay  CMYK    C = Cyan (xanh)    JPEG     BMP  dot-  GIF    PNG  TIFF    ĐỊNH NGHĨA CÁC THUẬT NGỮ Tn thut ng Din gii Rng a - xut hin gim  ch tnh Khi  thc ca m nh bgim,  pixel c y mu gim  to t pixel hn Aliasing xy nh kt q ca vic gim ch Aliasing thc nh th xut hi n  dng bc thang ( c bit nh   ng phn cao ) Antialiasing Cc bin  chng  ng ca cho nh Bicubic  tr ca  pixel  nh  t interpolation  Bilinear   ca pixel    t  trung   interpolation 2x2 pixel  cn t thao tc a  quan hnh h ga cc pixel Geometric m nh Chng h n thay i ch tc nh, quay nh v operation xn nh Qu trnh c s d   l  nh  t  tr Interpolation gia c pixel Near estneigh bor  g  pixel c   tr pixel nm t vng gn pixel  inter LỜI MỞ ĐẦU                                                  Principal                                    10