Đồ Án Tìm hiểu phương pháp pca nhận dạng khuôn mặt.ứng dụng matlab

Mục Lục


1. Phép biến đổi Karhunen-Loève. 2
2. Thuật toán PCA 6

2.1. Giới thiệu chung về thuật toán 6

2.2. Nội dung thuật toán PCA. 8
3. Áp dụng PCA trong bài toán nhận dạng khuôn mặt 10
3.1. Giới thiệu chung về các phương pháp nhận dạng mặt người 10
3.2. Nhận dạng khuôn mặt dựa trên PCA. 11
3.3 Các hàm hiển thị ảnh trong Matlab. 13
3.4 Các hàm khác được sử dụng trong đề tài 14
4. Chương trình Demo. 16
Tài liệu tham khảo. 21






Bài Toán Nhận Dạng Mặt Người

-----oOo-----


2.1. Giới thiệu

Trong thế giới ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật số và mạng toàn cầu, vấn đề đảm bảo an toàn về thông tin cũng như vật chất trở nên ngày càng quan trọng và khó khăn. Thỉnh thoảng chúng ta lại nghe nói đến những vụ đánh cắp thẻ tín dụng, đột nhập trái phép vào các hệ thống máy tính hay toà nhà của cơ quan nhà nước, chính phủ. Hơn 100 triệu đô la là con số đã bị thất thoát ở Mỹ vào năm 1998 do các vụ gian lận và xâm nhập nói trên (theo Reuters, 1999) [5]. Trong đa số các vụ phạm pháp này, bọn tội phạm đã lợi dụng những khe hở cơ bản trong quá trình truy cập vào các hệ thống thông tin và kiểm soát. Phần lớn những hệ thống này không thực hiện quyền truy cập của người sử dụng dựa vào thông tin “chúng ta là ai” mà chỉ dựa vào “chúng ta có gì”. Nói cách khác, thông tin mà người sử dụng cung cấp cho hệ thống không đặc trưng được cho bản thân họ, mà chỉ là những gì họ hiện đang sở hữu như số chứng minh nhân dân, chìa khoá, mật mã, số thẻ tín dụng hoặc họ tên. Rõ ràng những thông tin hay vật dụng này không mang tính đặc trưng mà chỉ mang tính xác thực đối với người sử dụng, và nếu chúng bị đánh cắp hay sao chép thì kẻ trộm hoàn toàn có quyền truy nhập, sử dụng dữ liệu hay phương tiện của chúng ta bất cứ lúc nào họ muốn. Hiện nay, những công nghệ hiện đại đã cho phép việc xác thực dựa vào “bản chất” của từng cá nhân. Công nghệ này dựa trên lĩnh vực được gọi là sinh trắc học. Kiểm soát bằng sinh trắc học là những phương pháp tự động cho phép xác thực hay nhận dạng một cá nhân dựa vào các đặc trưng sinh lý học của người đó như đặc điểm vân tay, gương mặt, gen, hoặc dựa trên những đặc điểm liên quan đến đặc trưng hành vi như dạng chữ viết, cách gõ phím, giọng nói Vì những hệ thống nhận dạng bằng sinh trắc học sử dụng thông tin sinh học của con người nên kết quả chính xác và đặc biệt là rất khó bị

giả mạo.

Các đặc trưng sinh lý học là duy nhất ở mỗi người và rất hiếm khi thay đổi, trong khi đó đặc trưng hành vi có thể thay đổi bất thường do các yếu tố tâm lý như căng thẳng, mệt mỏi hay bệnh tật. Chính vì lý do này, các hệ thống nhận dạng dựa trên đặc trưng sinh lý tỏ ra ổn định hơn các hệ thống dựa vào đặc trưng hành vi. Tuy nhiên, nhận dạng bằng các đặc trưng hành vi có ưu điểm là dễ sử dụng và thuận tiện hơn : thay vì phải đặt mắt trước một máy quét điện tử hay lấy ra một giọt máu, người sử dụng sẽ cảm thấy thoải mái hơn khi được yêu cầu ký tên hay nói vào một micro.
Nhận dạng gương mặt là một trong số ít các phương pháp nhận dạng dựa vào đặc trưng sinh lý cho kết quả chính xác cao đồng thời rất thuận tiện khi sử dụng. Hơn nữa, trong số các đặc trưng sinh lý học, gương mặt của mỗi người là yếu tố đầu tiên và quan trọng nhất cho việc nhận biết lẫn nhau cũng như biểu đạt cảm xúc. Khả năng nhận dạng nói chung và khả năng nhận biết gương mặt người nói riêng của con người thật đáng kinh ngạc. Chúng ta có khả năng nhận ra hàng ngàn gương mặt của những người mình đã gặp, đã giao tiếp trong cuộc sống chỉ bằng một cái nhìn thoáng qua, thậm chí sau nhiều năm không gặp cũng như những sự thay đổi trên gương mặt do tuổi tác, cảm xúc, trang phục, màu tóc, Do đó, việc nghiên cứu các đặc tính của gương mặt người đã thu hút rất nhiều nhà triết học, nhà khoa học qua nhiều thế kỷ, trong đó có cả Aristotle và Darwin [1].
Chính vì những lý do trên, từ những năm 1970, nhận dạng mặt người đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực như bảo mật, tâm lý học, xử lý ảnh và thị giác máy tính. Ngày nay các chương trình máy tính về nhận dạng mặt người đã tìm được những ứng dụng thực tế như [3] :