[发明专利]基于光学非下采样轮廓波变换的人脸识别方法

说明书

技术领域

本发明属于模式识别技术领域，涉及人脸识别技术，具体地说，是一种基于光学非下采样Contourlet(轮廓波)变换的人脸识别方法。

背景技术

当今人类社会已进入信息社会，信息安全显示出前所未有的重要性。生物特征识别技术是利用人体特有的生理或行为特征来进行身份识别，具有良好的安全性、可靠性和有效性，已经被广泛地应用于机密信息存取控制、户口和身份证管理、罪犯鉴别、监狱安全、门禁控制系统等众多领域。人脸作为生物特征具有不易伪造、不会遗失、终身不变和随身携带等优点，与其它生物特征识别相比，人脸识别具有直接、友好、方便和鲁棒性强等特点。

小波变换是模式识别的有效工具，它能针对图像的特定频率成分进行处理，并很好地反映信号的零维奇异特征，已被成功地应用于人脸识别中。但是，常用的二维小波是由两个一维小波的张量积形成，其方向选择性有限，且各向同性，难以很好地表示图像的边缘、轮廓和纹理等具有高维奇异性的几何特征。

非下采样Contourlet变换是一种真正意义上的图像的二维表示方法，具有良好的多分辨率、局部化和方向性等优良特性，并且具有平移不变性。它将小波的优点延伸到高维空间，能够更好地刻画高维信息的特征，更适合应用于人脸识别中，提高人脸识别的准确性。

但是，非下采样Contourlet变换应用时的庞大的计算量制约了其应用的进一步推广，基于非下采样Contourlet变换的人脸识别技术具有识别速度慢的显著缺点，难以满足人脸识别的实时性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光学非下采样轮廓波变换的人脸识别方法，可以提高人脸识别的速度。

本发明的具体技术方案是：

一种人脸识别方法，包括光学非下采样Contourlet变换模块，特征提取模块和模式分类模块；

将人脸图像经所述光学非下采样Contourlet变换模块实现非下采样Contourlet变换，得到人脸图像非下采样Contourlet变换的数值结果；

将人脸图像非下采样Contourlet变换的数值结果经所述特征提取模块提取人脸的轮廓、姿态，以及眼睛、鼻子、嘴巴等器官的特征；

将所提取的人脸特征经所述模式分类模块与标准人脸图像的特征进行相似度比对，得到人脸识别结果。

所述光学非下采样Contourlet变换模块中氦氖激光器位于针孔滤波器前方16～20cm处，针孔滤波器位于准直透镜的前焦面处，准直透镜后方16～20cm处安装分光器，分光器后方25～30cm处安装第一电寻址空间光调制器，该电寻址空间光调制器位于第一傅里叶透镜的前焦面处，第一傅里叶透镜后焦面处安装第一CCD(CCD：Charge Coupled Device，电荷耦合装置)光电耦合器件；分光器下方25～30cm处安装平面反射镜，平面反射镜后方25～30cm处安装第二电寻址空间光调制器，该电寻址空间光调制器位于第二傅里叶透镜的前焦面处，第二傅里叶透镜后焦面处安装第二CCD光电耦合器件；所述氦氖激光器、针孔滤波器、准直透镜、分光器、第一电寻址空间光调制器、第一傅里叶透镜、第一CCD光电耦合器件在同一轴线上；所述平面反射镜、第二电寻址空间光调制器、第二傅里叶透镜、第二CCD光电耦合器件在同一轴线上；所述平面反射镜的位置要保证分光器分出的平行光经平面反射镜反射后垂直入射到第二电寻址空间光调制器上；所述第一电寻址空间光调制器用电缆与第一计算机相连接，第一CCD光电耦合器件用电缆与第二计算机相连接，第二电寻址空间光调制器用电缆与第二计算机相连接，第二CCD光电耦合器件用电缆与第三计算机相连接。

其中：

氦氖激光器的型号为虹扬1500，输出功率为60-80mw，偏振比(方向)为1000∶1，发散角≤0.7mrad。

针孔滤波器的型号为GCO-001M，针孔直径为10μm。

准直透镜的型号为GCO-0203M，焦距为400mm，孔径直径为100mm。

分光器的分光角度为45-90度。

第一、第二电寻址空间光调制器的液晶板采用的是SONY-LCX038，其分辨率为1024×768，液晶尺寸为14.4mm×10.8mm，象元尺寸为14μm×14μm，刷新频率为60Hz，对比度为400∶1，最高透射率为21％。

第一、第二傅里叶透镜的型号为GCO-0203M，焦距为400mm，孔径直径为100mm。