第一章緒論................................................................................................ 
1


1.1 生物特征識別技術........................................................................................................
1


1.1.1 人臉識別.................................................................................................................
2


1.1.2 聲音識別.................................................................................................................
2


1.1.3 人臉溫譜圖識別.....................................................................................................
2


1.1.4 指紋識別.................................................................................................................
3


1.1.5 掌紋識別.................................................................................................................
3


1.1.6 手形識別.................................................................................................................
3


1.1.7 手背脈紋識別.........................................................................................................
3


1.1.8 虹膜識別.................................................................................................................
4


1.1.9 視網膜識別.............................................................................................................
4


1.1.10 DNA 序列匹配......................................................................................................
4


1.1.11 耳形識別...............................................................................................................
4


1.1.12 步態識別...............................................................................................................
4


1.1.13 簽名識別...............................................................................................................
5


1.1.14 擊鍵動態特征識別...............................................................................................
5


1.2 人臉自動識別技術概述................................................................................................
6


1.2.1 人臉識別研究現狀及應用前景.............................................................................
7


1.2.2 人臉識別的研究內容.............................................................................................
8


1.3 人臉檢測方法................................................................................................................
9


1.3.1 基于知識的方法...................................................................................................10


1.3.2 基于特征的方法................................................................................................... 11


1.3.3 模板匹配...............................................................................................................12


1.3.4 基于外觀的方法...................................................................................................13


1.4 人臉識別方法..............................................................................................................18


1.4.1 基于子空間變換的方法.......................................................................................18


1.4.2 基于機器學習的方法...........................................................................................21


-VI 


東北大學博士學位論文第一章緒論

1.4.3 基于模型的方法...................................................................................................22


1.4.4 彈性圖匹配方法...................................................................................................24


1.4.5 局部特征分析方法...............................................................................................25


1.4.6 基于幾何特征的方法...........................................................................................25


1.4.7 模板匹配法...........................................................................................................26


1.5 本文的組織結構..........................................................................................................28
第二章彩色圖像中的人臉檢測..................................................................30


2.1 人臉檢測常用的幾個彩色空間..................................................................................30


2.1.1 RGB 彩色空間.......................................................................................................31


2.1.2 標準化RGB 彩色空間..........................................................................................31


2.1.3 HSV 彩色空間.......................................................................................................31


2.1.4 YCrCb 彩色空間....................................................................................................32


2.2 非線性YCrCb 彩色空間.............................................................................................33


2.2.1 光線補償處理.......................................................................................................33


2.2.2 非線性分段彩色空間變換...................................................................................34


2.2.3 新的非線性彩色空間變換一NYCr’Cb’.............................................................35


2.3 從粗到精的自適應人臉分割......................................................................................36


2.3.1 人臉分割總體結構圖...........................................................................................36


2.3.2 人臉區域的分割...................................................................................................38


2.4 分割圖像預處理..........................................................................................................43


2.4.1 皮膚區域的數量...................................................................................................43


2.4.2 區域內空洞數量...................................................................................................44


2.4.3 區域質心與傾角...................................................................................................44


2.4.4 區域的寬和高.......................................................................................................44


2.5 模板匹配......................................................................................................................45


2.6 檢測結果......................................................................................................................46


2.7 基于眼睛和嘴部顏色特征的人臉定位......................................................................48


2.7.1 眼睛映射...............................................................................................................48


2.7.2 嘴部映射...............................................................................................................51


2.7.3 利用眼睛和嘴部的映射定位人臉.......................................................................51
第三章基于主成分分析的人臉識別..........................................................53


3.1 主成分分析方法..........................................................................................................53


3.1.1 概述.......................................................................................................................53


3.1.2 基本原理...............................................................................................................54


3.1.3 PCA 應用于人臉識別的工作原理.......................................................................55


-VII 


東北大學博士學位論文第一章緒論

3.1.4 PCA 方法的性能評價...........................................................................................56


3.1.5 PCA 系數獲取.......................................................................................................56


3.2 基于對稱主成分分析的人臉識別方法......................................................................58


3.2.1 SPCA 的原理.........................................................................................................59


3.2.2 提出的一些重要結論...........................................................................................60


3.2.3 特征提取與特征選擇...........................................................................................62


3.2.4 算法實現步驟及實驗結果...................................................................................63


3.3 基于核主成分分析的人臉識別..................................................................................64


3.3.1 特征空間中的PCA..............................................................................................65