對人臉檢測的研究最初可以追溯到 20 世紀 70 年代,早期的研究主要致力於模板匹配、子空間方法,變形模板匹配等。近期人臉檢測的研究主要集中在基於資料驅動的學習方法,如統計模型方法,神經網路學習方法,統計知識理論和支援向量機方法,基於馬爾可夫隨機域的方法,以及基於膚色的人臉檢測。目前在實際中應用的人臉檢測方法多為基於 adaboost 學習演算法的方法。單單有adaboost演算法還不能完**類檢測,還需要用到haar分類器。能把兩者結合到一起的就是viola 人臉檢測方法。
viola人臉檢測方法是一種基於積分圖、 級聯檢測器和adaboost 演算法的方法,方法框架可以分為以下三大部分:
第一部分,使用harr-like特徵表示人臉,使用「 積分圖」實現特徵數值的快速計算;
第二部分, 使用adaboost演算法挑選出一些最能代表人臉的矩形特徵( 弱分類器),按照加權投票的方式將弱分類器構造為乙個強分類器;
第三部分, 將訓練得到的若干強分類器串聯組成乙個級聯結構的層疊分類器,級聯結構能有效地提高分類器的檢測速度。
現在要解釋一下了,haar-like
特徵最早是由
papageorgiou
等應用於人臉表示,
viola
和jones
在此基礎上,使用
3種型別
4種形式的特徵。
haar特徵分為三類:邊緣特徵、線性特徵、中心特徵和對角線特徵,組合成特徵模板。特徵模板內有白色和黑色兩種矩形,並定義該模板的特徵值為白色矩形畫素和減去黑色矩形畫素和。
haar特徵值反映了影象的灰度變化情況。例如:臉部的一些特徵能由矩形特徵簡單的描述,如:眼睛要比臉頰顏色要深,鼻樑兩側比鼻樑顏色要深,嘴巴比周圍顏色要深等。但矩形特徵只對一些簡單的圖形結構,如邊緣、線段較敏感,所以只能描述特定走向(水平、垂直、對角)的結構。
對於圖中的
a, b和d
這類特徵,特徵數值計算公式為:
v=sum
白-sum
黑,而對於
c來說,計算公式如下:
v=sum
白-2*sum
黑;之所以將黑色區域畫素和乘以
2,是為了使兩種矩形區域中畫素數目一致。
矩形特徵可位於影象任意位置,大小也可以任意改變,所以矩形特徵值是矩形模版類別、矩形位置和矩形大小這三個因素的函式。故類別、大小和位置的變化,使得很小的檢測視窗含有非常多的矩形特徵,如:在
24*24
畫素大小的檢測視窗內矩形特徵數量可以達到
16萬個。這樣就有兩個問題需要解決了:(
1)如何快速計算那麼多的特徵?
---積分圖大顯神通;(
2)哪些矩形特徵才是對分類器分類最有效的?
這裡有答案。
人臉檢測的目的就是從中找出所有包含人臉的子視窗,將人臉的子視窗與非人臉的子視窗分開。
大致步驟如下:
(1)在乙個 20*20 的提取一些簡單的特徵(稱為harr特徵),如下圖所示。
它的計算方法就是將白色區域內的畫素和減去黑色區域,因此在人臉與非人臉的相同位置上,值的大小是不一樣的,這些特徵可以用來區分人臉和分人臉。
(2)目
前的方法是使用數千張切割好的人臉,和上萬張背景作為訓練樣本。訓練一般歸一化到 20*20 的大小。在這樣大小的中,可供使用的 haar 特徵數在 1 萬個左右,然後通過機器學習演算法 —adaboost 演算法挑選數千個有效的 haar 特徵來組**臉檢測器。
(3)學習演算法訓練出乙個人臉檢測器後,便可以在各個場合使用了。使用時,將影象按比例依次縮放,然後在縮放後的的 20*20 的子視窗依次判別是人臉還是非人臉。
人臉檢測的流程
人臉檢測在實際中主要用於人臉識別的預處理,即在影象中準確標定出人臉的位置和大小。
人臉檢測 Adaboost Haar目錄
haar特徵 人臉檢測 haar 計算haar特徵個數 一 人臉檢測 haar 利用積分影象法快速計算haar特徵 二 opencv adaboost haar 人臉檢測 opencv中的haar adaboost級聯分類器分解 一 haar特徵介紹 人臉檢測 opencv中的haar adaboo...
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線性分類器和非線性分類器
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