人臉檢測算法及其FPGA設(shè)計(jì)研究.pdf

1、人臉檢測是指在任何人臉識(shí)別系統(tǒng)中從輸入信息(圖像)中確定所有存在的人臉的位置、大小和姿態(tài)的過程，它是自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)在人機(jī)交互領(lǐng)域的快速發(fā)展，人臉檢測獲得了廣泛的重視，并成功應(yīng)用于智能視頻監(jiān)控、出入境管理、電子商務(wù)等領(lǐng)域。本文分別研究了AdaBoost算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉檢測算法，在分析比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)之后，提出了一種改進(jìn)的檢測算法。并且針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中，常常期望有一個(gè)獨(dú)立的嵌入式的人臉檢測系統(tǒng)，提出了

2、一種基于FPGA(Field-programmable gate array)的軟硬件協(xié)同人臉檢測方法。全文主要內(nèi)容如下：
　　 1.將AdaBoost算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，提出了一種新的人臉檢測方法。首先，對(duì)人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練出一系列弱分類器，最后利用AdaBoost算法提高弱分類器的分類精度，實(shí)現(xiàn)人臉的檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AdaBoost-NN算法具有較好的魯棒性和較高的檢測率，結(jié)果更加客觀、合

3、理。同時(shí)，AdaBoost-NN算法也與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Gabor小波變換相結(jié)合的人臉檢測算法進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，綜合考慮檢測率和時(shí)間，AdaBoost-NN人臉檢測算法是優(yōu)于Gabor-NN算法的。
　　 2.以Xilinx公司的XUP VirtexⅡ Pro型FPGA為開發(fā)平臺(tái)，分別在其Power-PC硬核和MicroBlaze軟核上，用軟件的方法實(shí)現(xiàn)了人臉檢測方法，并比較了兩種方法的執(zhí)行時(shí)間。
　　 3.提出了一種

4、軟硬件協(xié)同的嵌入式人臉檢測方法。先在XUP VirtexⅡ Pro型FPGA上以PowerPC硬核為核心搭建起硬件平臺(tái)。接著，設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)最為關(guān)鍵的兩個(gè)IP核：視頻輸入與顯示IP核，以及AdaBoost算法矩形特征分類IP核。為了提高系統(tǒng)的速度，將特征數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在BRAM上。并且，特征分類IP核中，采用了并行處理的方法。最終的仿真實(shí)驗(yàn)表明，相對(duì)軟件實(shí)現(xiàn)，檢測速度大大提高。并且整個(gè)系統(tǒng)相對(duì)靈活，對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)境，只需改變軟件處理部分。<