Đề tài: Phát hiện khuôn mặt trong ảnh

Nhận diện mặt người là bài toán mới chỉ xuất hiện cách đây không lâu , chỉ khoảngvài thập niên , nhưng đã có rất nhiều nghiên cứu về nó . Các nghiên cứu ban đầu rất đơn giản, ảnh là đen trắng và chỉ có một khuôn mặt chụp thẳng , sau này mở rộng ra cho ảnh màu ,ảnh có nhiều khuôn mặt với nhiều góc , môi trường xung quanh cũng đi từ đơn giản đến rấtphức tạp …Ngày nay các hệ thống nhận dạng mặt người đang được ứng dụng trong nhiều lĩnhvực, đặc biệt là...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Phát hiện khuôn mặt trong ảnh TÓM TẮT Nhận diện mặt người là bài toán mới chỉ xuất hiện cách đây không lâu , chỉ khoảngvài thập niên , nhưng đã có rất nhiều nghiên cứu về nó . Các nghiên cứu ban đ ầu rất đ ơn gi ản, ảnh là đen trắng và chỉ có một khuôn mặt chụp thẳng , sau này mở r ộng ra cho ảnh màu ,ảnh có nhiều khuôn mặt với nhiều góc , môi trường xung quanh cũng đi t ừ đ ơn gi ản đ ến r ấtphức tạp … Ngày nay các hệ thống nhận dạng mặt người đang được ứng dụng trong nhi ều lĩnhvực, đặc biệt là an ninh và bảo mật. Nhận dạng mặt người tức là đưa ra nh ững thông tin vềđối tượng được đưa vào từ một bức ảnh, hay từ camera quan sát. Bước đầu tiên c ủa một hệthống nhận dạng mặt người là phát hiện khuôn mặt, tức xác định vị trí khuôn m ặt trên bứcảnh, sau đấy tách khuôn mặt ra khỏi ảnh để tiến hành nhận d ạng. Sau khi đã xem xét cáchướng tiếp cận khác nhau, em chọn phương pháp PCA và phương pháp ti ếp cận học máybằng Adaboost và mô hình Cascade of classifiers. Điểm mạnh c ủa Adaboost là tốc độ pháthiện khuôn mặt khá nhanh. Kết quả thử nghiệm cho thấy chương trình đạt độ chính xác khácao với các ảnh mặt người được chụp trực diện bằng máy kĩ thuật số. CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MẶT NGƯỜI1. Giới thiệu về bài toán xác định mặt người trong ảnh. Trong nhiều năm qua, có rất nhiều công trình nghiên cứu về bài toán nhận d ạng m ặtngười. Các nghiên cứu đi từ bài toán đơn giản, từ việc nhận dạng m ột m ặt ng ười trong ảnhđen trắng cho đến mở rộng cho ảnh mầu và có nhiều mặt người trong ảnh. Đ ến nay các bàitoán xác định mặt người đã mở rộng với nhiều mi ền nghiên c ứu như nhận dạng khuôn mặt,định vị khuôn mặt, theo dõi mặt người hay nhận dạng cảm xúc m ặt người… Phát hiện mặtngười trong ảnh là phần đầu tiên của một hệ thống nhận dạng m ặt người. Các hệ thốngnhận dạng khuôn mặt được bắt đầu xây dựng từ những năm 1970, tuy nhiên do còn hạn chếvề các luật xác định mặt người nên chỉ được áp dụng trong m ột số ứng dụng như nhận dạngthẻ căn cước. Nó chỉ được phát triển mạnh mẽ từ những năm 1990 khi có những tiến bộtrong công nghệ video và ngày nay thì các ứng d ụng c ủa xác định mặt người đã trở nên phổbiến trong cuộc sống.2. Định nghĩa bài toán xác định mặt người. Xác định khuôn mặt người là một kỹ thuật máy tính để xác định các vị trí và kíchthước của các khuôn mặt người trong các ảnh bất kì. K ỹ thu ật này nh ận bi ết các đ ặc tr ưngcủa khuôn mặt và bỏ qua những thứ khác như: tòa nhà, cây cối, cơ thể …3. Những khó khăn và thách thức đối với bài toán xác định mặt người. Việc xác định khuôn mặt người có những khó khăn nhất định như:• Hướng của khuôn mặt đối với máy ảnh, như: nhìn thẳng, nhìn nghiêng hay nhìn từ trênxuống. Cùng trong một ảnh có thể có nhiều khuôn mặt ở những tư thế khác nhau.• Sự có mặt của các chi tiết không phải là đặc trưng riêng c ủa khuôn m ặt ng ười, như: râuquai nón, mắt kính, ….• Các nét mặt khác nhau trên khuôn mặt, như: vui, buồn, ngạc nhiên, ….• Mặt người bị che khuất bởi các đối tượng khác có trong ảnh. rất khác khi người đấy cười,tức giận hay sợ hãi …4. Các ứng dụng của xác định mặt người Xác định mặt người thường là một phần của một hệ th ống (facial recognition system).Nó thường được dùng trong giám sát video, giao ti ếp người máy và qu ản lý c ơ s ở d ữ li ệuảnh… Các ứng cơ bản của xác định mặt người có thể kể đến là:4.1. Xác minh tội phạm. Dựa vào ảnh của một người, nhận dạng xem người đấy có ph ải là t ội ph ạm haykhông bằng cách so sách với các ảnh tội phạm đang được lưu tr ữ. Ho ặc có th ể s ử d ụngcamera để phát hiện tội phạm trong đám đông. Ứng dụng này giúp c ơ quan an ninh qu ản lýcon người tốt hơn.4.2. Camera chống trộm. Các hệ thống camera sẽ xác định đâu là con người và theo dõi xem con người đó cólàm gì phạm pháp không, ví dụ như lấy trộm đồ, xâm nhập bất hợp pháp vào một khu vựcnào đó.4.3. Bảo mật. Các ứng dụng về bảo mật rất đa dạng, một trong số đó là công ngh ệ nh ận d ạng m ặtngười của laptop, công nghệ này cho phép chủ nhân c ủa máy tính ch ỉ c ần ng ồi tr ước máy làcó thể đăng nhập được. Để sử dụng công nghệ này, người dùng ph ải s ử d ụng m ột webcamđể chụp ảnh khuôn mặt của mình và cho máy “học” thuộc các đặc đi ểm c ủa khuôn mặt giúpcho quá trình đăng nhập sau này.4.4. Lưu trữ khuôn mặt Xác định mặt người có thể được ứng dụng trong các trạm rút ti ền tự động (ATM) đ ểlưu trữ khuôn mặt của người rút tiền. Hiện nay có những người bị người khác l ấy tr ộm th ẻATM và mã PIN, và bị rút tiền trộm, hoặc có những ch ủ tài kho ản đi rút ti ền nh ưng l ại báovới ngân hàng là bị mất thẻ và bị rút tiền tr ộm. N ếu lưu tr ữ đ ược khuôn m ặt c ủa ng ười rúttiền, ngân hàng có thể đối chứng và xử lý dễ dàng hơn.4.5. Các ứng dụng khác• Điều khiển vào ra: văn phòng, công ty, trụ sở, máy tính, Palm, …. K ết h ợp thêm vân tay vàmống mắt. Cho phép nhân ...