[发明专利]一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法。本发明提出的一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法具有更高的识别精度，同时识别精度不会受到分块方式的影响，识别精度更稳定，在实际应用中具有更高的实用性。本发明结合多方向局部二值模式，提取人脸图像局部区域纹理变化特征，使识别过程中提取到的人脸图像纹理更加清晰、丰富。本发明将在传统小波变换图像纹理分析方法的基础上，充分利用人脸图像中各向异性的规律，提出一种全新的原始人脸图像变换模式，采用一种多尺度几何分析工具剪切波变换，对原始人脸图像进行二维图像最优逼近，从而方便后续获取人脸图像中包含的各类信息及特征。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法。

背景技术

现如今，信息的安全性和隐蔽性越来越受到人们的重视，如何采用更加高效、方便的技术手段对身份进行验证和识别，已经成为目前该识别领域研究学者重点研究的问题。传统身份信息验证以及智能识别方法存在，容易丢失、携带不方便、密码不可读、使用过多损坏现象严重等问题。因此，由于各方面影响因素的限制，使得仅仅依靠证件、识别码、口令等传统身份验证的方式在实际应用中会造成很大的限制。人脸识别是目前人类视觉当中最普遍的模式，通过人脸反映的视觉信息在人与人之间的交流和交往过程中，起到辨别身份、传递情感的作用。人脸识别是目前最具理论和实践应用研究价值的话题之一，并逐渐受到人们的关注。人脸识别技术是指通过提取人脸的各项特征信息和参数，并融合当今领先的生物识别技术对人们的身份信息进行识别。人脸识别技术最早来自西方国家，通过用一组数字的形式表现人类不同侧脸特征。后随着技术的不断进步，人脸识别研究也逐渐深入，从非自动识别阶段逐渐转变为人机交互阶段，再到现在的自动识别阶段。

目前，常用的人脸识别算法主要包括基于模板匹配的人脸识别算法、基于小波变换的人脸识别算法等。现有技术中，采用基于局部二值模式算子在进行特征提取的过程中对图像纹理的方向信息提取容易产生误差问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，本发明一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法是基于局部二值模式算子在进行特征提取的过程中对图像纹理的方向信息提取容易产生误差问题的基础上提出的，利用多方向局部二值模式可以进一步完善人脸识别算法。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种基于多方向局部二值模式的人脸识别方法，包括有如下步骤：

步骤1、结合层叠分类器对原始二维图像进行分类，在保留人脸窗口的条件下，过滤掉所有非人脸窗口，在保证漏检率低的基础上将大部分非人脸区域过滤，得到原始二维人脸图像；

步骤2、设在二维人脸图像当中，尺度参数为x，则x应满足大于0；根据剪切波变换函数的仿射变换规律得出如下公式：

δ_x,m,n＝x^-3/4δ(K_x,m^-1n) (1)

公式(1)中，δ_x,m,n表示为人脸图像的基函数；m表示为剪切参数，m∈R；n表示为图像平移参数，n∈R²；K表示为二维人脸图像中某一位置坐标和，K＝[(x，-x^1/2)，(0，x^1/2)]；根据计算公式(1)得出，连续剪切波的变化定义为：H(x，m，n)＝K,δ_x,m,n，其中x0,m∈R,n∈R²,根据连续剪切波变化定义，完成对原始二维人脸图像的变换；

步骤3、通过变换后得到不同大小、方向的人脸子图像；对变换后的人脸子图像进行平均融合处理，得到少量的剪切波变换人脸子图像；

步骤4、利用多方向局部二值模式，在变径为r的圆形区域内，得出含有Q个采样点的特征提取模式；根据多方向局部二值模式给出的算子得出：