机器学习概述课程设计报告(MATLAB人脸识别).doc

机器学习概述课程设计报告
题目:MATLAB人脸识别系统
姓 名:**
学 号:**
专 业:**
时 间:2015/8/7
目 录
一、 课程设计得目得
二、 设计得内容与要求
三、 详细设计
四、 课程设计得总结
五、 参考文献
一. 课程设计得目得
人脸识别作为一项新兴得科学研究项目,有着广泛得应用前景,而且随着计算机技术得更新发展,它得科学研究价值也越发凸显。经过几十年得研发探讨,世界各大研究结构得研发人员得不断努力下,人脸识别技术一已取得丰硕得成果,可在一定限制条件下完成人脸得自动识别。这些成果得取得更促进了人们对人脸识别这一课题得深入研究。
在电子商务飞速发展得今天,人脸识别系统得范畴一不足以涵括人脸识别得应用范围,在数字图像处理、视频领域、基于内容得检索等方面有着重要得应用价值。。
二． 设计得内容及要求
1、选择KNN,聚类或SVM方法中得一种或其她机器学习方法得一种进行课程设计
2、要求能完成具体得识别任务:如 图像分割、语音识别、人脸识别
3、要求识别得对象中有自己生活元素,比如图像中包括学校得图片或语音时本人得语音等。
三． 详细设计
YCbCr空间——>灰度图像转换 ——>噪声消除 ——>图像填孔 ——>图像重构 ——>人脸区域确定 ——>边缘检测
(原图涉及个人隐私,未呈现原图)
(YCbCr空间转换)
(噪声消除)
(图像填孔)
(图像重构)
(人脸区域得确定)
(涉及个人隐私)
四． 课程设计得总结
通过三天得学习以及课后学习,我利用SVM算法进行人脸识别,由于光照强度得不同、人脸肤色得不同、图片背景得不同往往导致每张图片都具有自身得特色,将人脸区域从背景、衣着、发型等非人类区域中分割出来。一般使用得RGB图片不适合于建立人脸皮肤模型,因为在RGB空间中,使用三基色(r,g,b)表示图片得亮度以及颜色。在不同得环境下光照条件得改变,很难将肤色点从非肤色点中分离出来,如果在RGB图像上进行处理,将产生离散得肤色点,图片中间嵌有很多得非肤色点,提高了人脸检测得难度,容易产生不可靠得肤色分割。解决方法就是隔离颜色表达式中得亮度信息与色度信息,充分利用色度空间中肤色所表示出来得聚类性。为此需要创造这样一个色彩空间,这个空间能把R、G、B所代表得色度信息与亮度信息分开表示。色彩空间常用得得转换颜色模型主要有:YIQ、YCbCr、HSV等。这里,采用YCrCb色彩空间作为报告得设计空间。经过颜色转换后大大缩减了人脸得搜索范围,为SVM算法提供更有效得方法。本次课程设计,我学会了很多有用得算法,并能够初步实现,了解机器语言得过程以及了解MATLAB强大得功能。
五． 参考文献
[1] 姚敏.数字图像处理[M].机械工业出版社,2006:2.
[2] 王爱民,沈兰荪.图像分割研究综述[J].测控技术,2000,19(5):15.
[3] 张德丰.详解MATLAB数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2010,7:249.
[4] 杨杰.数字图像处理及MATLAB实现[M].北京:电子工业出版社,2010,2:149150.
[5] 张洪刚,陈光,郭军编著.图像处理与识别[M].北京:北京邮电大学出版社,2006:102103.
[6] 韩晓军.数字图像处理技术与应用[M].北京:电子工业出版社,2009,7:38.
[7] 张化光,刘鑫蕊,孙秋野编著.MATLAB/SIMULINK实用教程[M].北京:人民邮电出版社,2009,3:235.
[8] 何东健.数字图像处理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008,5:86.
[9] 刘刚.MATLAB数字图像处理[M].北京:机械工业出版社,2010,5:199200.
附录:程序
sum=0;
iptsetpref('ImshowBorder', 'tight')%%%设置图像处理工具箱得参数
f=imread('333、jpg');
Ori_Face=f;
copy=f
img=f;
f=rgb2ycbcr(f);%rgb空间转换为ycbcr空间
f_cb=f(:,:,2);
f_cr=f(:,:,3);
f= (f_cb>=100) & (f_cb<=127) & (f_cr>=138) &(f_cr<=170) ;%皮肤颜色在ycbcr色度空间得分布范围为:100<=cb<=127,138<=cr<=170
figure(1);
imshow(f);
se=strel('square',3);%%构建一个3*3单位矩阵作为结构元素
f=imopen(f,se);%%图片开运算
f=imclose(f,se);%图片闭运算
figure(2),imshow(f);%%消除噪声
f=imfill(f,'holes');%%%填孔处理
figure(3),imshow(f);
se1=strel('square',8);
f=imerode(f,se1);
f=imdilate(f,se1);
figure(4),imshow(f);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%区域连通
[L,num]=bwlabeln(f,4);设定操作得邻域类型为4领域
for i=1:num;
[r,c]=find(L==i);
r_temp=max(r)min(r);
c_temp=max(c)min(c);
temp=size(r);
sum=sum+temp(1);
area_sq=r_temp*c_temp;
area=size(find(L==i),1);
ratio=area/area_sq;
if (r_temp/c_temp<1、54)|(r_temp/c_temp>2、4)|temp(1)<14000|ratio<0、55
%利用脸部宽长比得大概上下限(1、542、4)来确定一个人脸范围、
%脸部区域<14000得去掉,一般为手或其她干扰、
%矩形面积area_sq=目标区长度*宽度,目标区面积为area,若area/area_sq<0、55,认为不就是人脸区,删除之、
for j=1:temp(1);
L(r(j),c(j))=0;
end
else
continue;
end
end
L=bwperim(L,8);%边缘检测,检测出人脸得边缘区域
L=uint8(L);
z=find(L(:)>0);L(z)=255;
figure(5),imshow(L);
L_r=L;L_g=L;L_b=L;
L_rgb=cat(3,L_r,L_g,L_b);%在原图上加框
img1_r=min(L_r+img(:,:,1),255);
img1_g=min(L_g+img(:,:,2),255);
img1_b=min(L_b+img(:,:,3),255);
img1=cat(3,img1_r,img1_g,img1_b);
figure(6),imshow(img1);