Thạc Sĩ Nhận dạng ảnh mặt người trong điều kiện ánh sáng thay đổi

Lời Nói Đầu

Nhận dạng mặt người bằng mắt là một phương thức thông dụng rất hiệu quả và đạt
độ chính xác cao ngay cả trong trường hợp có các thay đổi lớn bởi các tác nhân kích thích
trực quan do các điều kiện quan sát, diễn cảm, lão hóa và các tiêu khiển như kính hoặc các
thay đổi kiểu tóc. Tuy nhiên việc Xây dựng các hệ thống tự động thực hiện nhiệm vụ nhận
dạng này thông qua ảnh là rất khó khăn vì gặp phải các biến đổi quan trọng trong quá trình
định dạng ảnh.
Dưới đây là một số bài toán có liên quan tới nhận dạng mặt người:
- Phát hiện đường biên của mặt người trong một ảnh chụp toàn cảnh nào đó (tách
ảnh mặt người),
- Xác định người qua ảnh đã được tách nhờ đối sánh ảnh với ảnh của một tập hợp
người đã được quản lý nào đó (định danh ảnh),
- Phân tích các diễn cảm của mặt để biết được tình trạng của người trong ảnh tại
thời điểm chụp ảnh
Nhận dạng mặt người tự động là một công việc khó khăn bởi vì khả năng thay đổi
vốn có của quá trình định dạng ảnh trong giới hạn về chất lượng ảnh và trắc quang, hình
học, che lấp, thay đổi, và cải trang. Ngày nay tất cả các hệ thống nhận dạng mặt tự động
đang sử dụng chỉ có thể thực hiện trên các cở sở dữ liệu ảnh hạn chế trong giới hạn về cỡ,
tuổi, giới tính, và/hoặc chủng tộc và tuy nhiên, nhận dạng mặt tự động được thừa nhận là
tốt trong các môi trường được điều khiển.
Khoá luận "Nhận dạng mặt người trong điều kiện ánh sáng thay đổi" có nội dung
khảo sát một số phương pháp và kỹ thuật trong lĩnh vực nhận dạng ảnh, được chia thành ba
chương:
Chương 1 "Tổng quan về nhận dạng ảnh mặt người" trình bày một cách tổng quan
về các nhiệm vụ của hệ thống nhận dạng mặt: Mô tả bài toán, cách giải quyết bài toán theo
quan điểm của lý thuyết nhận dạng và các hệ thống triển khai thực tế. Nội dung của
chương được chia làm 3 phần. Phần thứ nhất mô tả bài toán nhận dạng ảnh mặt người,
trình bày các điều kiện bài toán, các yêu cầu nhận dạng và giải quyết bài toán theo quan
điểm của nhận dạng. Phần thứ hai giải quyết các vấn đề trong bài toán nhận dạng, đưa ra
các quy trình mà một hệ thống nhận dạng tuân theo. Phần thứ ba mô tả hệ thống kỹ thuật
trong bài toán nhận dạng ảnh mặt người, trình bày các quy trình xử lý thông tin, các vấn đề
triển khai thực tế và các ứng dụng điển hình.
Chương 2 "Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhận dạng và các cách tiếp
cận để giải quyết bài toán." trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến nhận dạng ảnh và hai cách
4
tiếp cận nhằm giải quyết bài toán. Khóa luận xem xét cách tiếp cận dựa trên khuôn mẫu,
cách tiếp cận dựa trên điểm đặc trưng và kết hợp cả hai cách tiếp cận này để thu được kết
quả tốt nhất.
Chương 3 "Một số thuật toán giải quyết bài toán dựa trên hai cách tiếp cận nhận
dạng ảnh mặt". Chương này trình bày các thuật toán nhận dạng một ảnh dựa trên thuật toán
khoảng cách tiếp xúc.
Phần kết luận nêu tóm tắt lại nội dung chính được đề cập đến trong khóa luận, một
số kết quả và khiếm khuyết của khóa luận và định ra phương hướng nghiên cứu tiếp theo.
Phần tài liệu tham khảo trình bày các tài liệu nghiên cứu gần đây của một số tác giả
nước ngoài. Mỗi tài liệu đều nêu được khía cạnh nào đó của nội dung đang nghiên cứu.
Do thời gian và trình độ còn hạn chế, việc triển khai thuật toán nhận dạng ảnh mặt
người trong các điều kiện thay đổi của ánh sáng còn ở mức độ nhất định và chưa được cài
đặt trong thực tế. Hy vọng rằng nếu thời gian và củng cố thêm sự hiểu biết tôi sẽ tiến hành
nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này.

Mục lục
Lời nói đầu .3

Chương 1. Tổng quan về nhận dạng ảnh mặt người 5
1.1 Bài toán nhận dạng ảnh mặt người 5
1.1.1 Bài toán và các yêu cầu nhận dạng .5
1.1.2 Giải quyết bài toán từ quan điểm của lý thuyết nhận dạng 8
1.2 giải quyết vấn đề trong bài toán nhận dạng ảnh mặt người 9
1.2.1 Thu nhận dữ liệu .10
1.2.2 Biểu diễn đối tượng . 12
1.2.3 Lập luận kết quả . 14
1.3 hệ thống kỹ thuật nhận dạng ảnh mặt người 14
1.3.1 Qui trình công nghệ xử lý thông tin 15
1.3.2 Các vấn đề trong triển khai thực tế 16
1.3.3 Các ứng dụng điển hình . .17

Chương 2. nhận dạng ảnh mặt người trong điều kiện ánh sáng
thay đổi .19
2.1 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhận dạng .19
2.1.1 ánh sáng . .19
2.1.2 Các thay đổi hình học . 19
2.1.3 Sai số do hệ thống . 20
2.2 Các kỹ thuật giải quyết . .20
2.2.1 Đưa các thông tin về điều kiện môi trường vào mô tả đối tượng 20
2.2.2 Cách giải quyết dựa trên kỹ thuật khoảng cách tiếp xúc 24
2.2.3 Kết hợp các cách biểu diễn đối tượng khác nhau .26

Chương 3. thuật toán nhận dạng trong điều kiện ánh sáng
thay đổi .32
3.1 Thuật toán so sánh khuôn mẫu dựa theo khoảng cách tiếp xúc
32
3.2 Thuật toán so sánh điểm đặc trưng dựa theo khoảng cách tiếp
xúc 35
3.3 Kết hợp hai thuật toán so sánh trên 37

Kết luận 39
Tài liệu tham khảo .40