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1、基于 ASM 的人脸定位系统设计本科毕业论文本科毕业论文(科研训练、毕业设计)题题 目：基于目：基于 ASM 的人脸定位的人脸定位 系统设计系统设计姓 名：学 院：软件学院系：软件工程专 业：软件工程年 级：学 号：指导教师（校内）： 职称： 年 月基于 ASM 的人脸定位系统设计II基于 ASM 的人脸定位系统设计摘 要 本文介绍了一个基于 ASM（Active Shape Model 主动形状模型）1人脸定位系统的设计过程。本系统设计的目的是对人脸的轮廓进行几何对齐2实现人脸轮廓定位目标。在该系统中我们事先采集了 M 个不同身份人的不同姿态免冠照片共S 张作为训练样本集合，对训练样本采用
2、ASM 进行特征点定位，根据标定的 N 个特征点坐标组成的向量空间进行 PCA 3 (Principal Component Analysis 独立主元分析)建模,得到一个降维的模型作为人脸几何结构的统计模型4。之后对用户给定的正面人脸照片，通过 ASM 算法训练好的人脸结构的统计模型,移动到当前图片中各特征位置沿法线方向的邻域内最佳匹配的位置，同时通过训练样本计算出它的平均轮廓5，以及相应的几何平均轮廓上出现的变化;然后对图像经过几次几何变化后得到最佳匹配对齐的人脸轮廓线条模型。这个系统,可以基本消除人脸几何差异性的影响对轮廓实现几何对齐，生成高质量的正面人脸轮廓模型，实现人脸定位。通过系统
3、的设计目的本文将详细介绍本系统的设计过程和程序实现过程。关键词 ASM（Active Shape Model） 几何对齐 主元分析(PCA) 统计模型 平均轮廓基于 ASM 的人脸定位系统设计IIIASM -based Face Positioning System Design ProcessAbstract This paper is about ASM -based (Active Shape Model) 1 Face Positioning System design process. The purposes of the system design are to draw the
4、 outline of a human face and to achieve face position. In the system we collect some photos with different pose from different people as a training sample collection, we use ASM algorithm to posit characteristic points of training samples, according to the characteristic demarcation point coordinate
5、s of the vector space Independent PCA 3 model, with a drop-dimensional model of the human face as a geometric structure of the statistical model 4. After the user inputs image and searches result of ASM, training human face of the statistical model, moving to the current picture in the direction of
6、the normal the facial feature points along the neighborhood of matching the best location, at the same time, through training sample calculation The Mean Shape 5, and the corresponding profile on the geometric mean of a change, then the image after several geometric changes after matching the best a
7、lignment face contour lines of the model. This system can basically eliminate differences in facial geometry of the impact of geometric contours to achieve alignment, generating high-quality positive face contour model, and face positioning. Through this system is designed to introduce the system in
8、 detail the design, implementation of the procedures. Keywords ASM (Active Shape Model); geometric alignment; statistical model; PCA (principal component analysis); Mean Shape基于 ASM 的人脸定位系统设计IV目录目录第一章引言.8第二章 ASM 算法详细介绍.92.1 ASM 算法思想综述92.2 ASM 算法的数学背景102.2.1 ASM 算法用到的线性代数知识.102.2.2 ASM 算法用到的概率与统计知识.1
9、12.3 PCA 分析.122.3.1 PCA 原理在人脸建模上的应用132.3.2 用 PCA 人脸建模的步骤.152.4 本章小结16第三章 基于 ASM 人脸定位系统的总体设计173.1 系统开发的环境173.1.1 MFC 简介 .173.2 系统设计的目的183.3 系统总体设计过程183.3.1 样本采集工具.193.3.2 样本数据计算与处理.193.3.3 样本数据验证.203.3.4 系统集成.203.3.5 待定位的人脸照片输入.203.3.6 图像搜索与匹配.203.3.7 搜索匹配后结果输出.213.4 本章小结21第四章 基于 ASM 人脸定位系统的详细设计224.1
10、 系统详细构架224.2 工具集合234.2.1 样本取点器.23基于 ASM 的人脸定位系统设计V4.2.2 线条连接设计器.254.2.3 矩阵浏览器.264.2.4 模型浏览器.264.2.5 图像处理模块.294.2.6 代数运算模块.294.3 本章小结30第五章 基于 ASM 人脸定位系统程序实现315.1 系统界面315.1.1 工具菜单.325.2 程序主要类的说明345.2.1 CSignalStudioDoc 类355.2.2 CSignalStudioView 类365.2.3 CAmplifyRateManager 类365.2.4 CMagicRect 类375.2.
11、5 其它类.385.3 完成一次实例搜索定位39第六章 总结.42致谢语.43参考文献.44基于 ASM 的人脸定位系统设计VIContentsChapter 1 Introduction .8Chapter 2 ASM algorithm detailed92.1 Summary of ASM algorithm .92.2 ASM mathematical algorithm background102.2.1 ASM algorithm used linear algebra knowledge102.2.2 ASM algorithm used probability and stat
12、istics.112.3 PCA Introduction.122.3.1 PCA principles in the face modeling 132.3.2 The steps of PCA modeling face.152.4 Summary of chapter.16Chapter 3 The total design of ASM-based Face Positioning System 173.1 System development environment.173.1.1 MFC Introduction173.2 The purpose of system design1
13、83.3 System design process183.3.1 Sampling tool193.3.2 Sample data calculation and processing193.3.3 Sample data verification203.3.4 System Integration 203.3.5 Photos of to be targeted Face the importation.203.3.6 Image search and match203.3.7 Search results output after matches.213.4 Summary of cha
14、pter.21Chapter 4 The detailed design of ASM-based Face Positioning System.224.1 Detailed framework224.2 Tool collection .23基于 ASM 的人脸定位系统设计VII4.2.1 Samples from point.234.2.2 Lines connecting Designer .254.2.3 Matrix browser264.2.4 Model browser 264.2.5 Image processing module294.2.6 Algebraic opera
15、tions module 294.3 Summary of chapter.30Chapter 5 ASM -based Face Positioning System program315.1 System interface.315.1.1 Tools menu325.2 Major classes of procedures .345.2.1 CSignalStudioDoc class355.2.2 CSignalStudioView class365.2.3 CAmplifyRateManager class 365.2.4 CMagicRect class375.2.5 Other
16、 class.385.3 Complete example of a targeted search .39Chapter 6 Conclusion.42Acknowledgement.43References.44基于 ASM 的人脸定位系统设计VIII第一章 引言本文介绍了基于 ASM 人脸定位系统，人脸面部特征定位是人脸识别过程中的重要环节。人脸识别可以分为人脸检测、 面部特征定位、人脸比对三个部分。人脸定位技术是在人脸检测的基础上，对人脸面部关键特征定位，试图检测人脸的主要的面部特征点的位置眼睛、嘴巴、鼻子、下巴等主要器官的形状信息。对于定位问题人们采用众多方法来实现如灰度积分投影曲线分析、模板匹配
