OpenCV经典人脸识别算法(特征脸,Fisherface,LBP)

本文概述了OpenCV中三种经典的人脸识别算法:EigenFace、FisherFace和LBPH。EigenFace要求人脸图像尺寸接近,且为正面图像;FisherFace对光照和人脸姿态变化更鲁棒;LBPH则对光照有显著的鲁棒性。

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引言

OpenCV中有三个经典的人脸识别的算法,各有优缺点。
参考链接很详细,只提炼重要内容
参考1
参考2

经典人脸识别算法

1.EigenFace
征脸识别的局限性

要让系统准确识别需要保证人脸图像满足: 待识别图像中人脸尺寸接近特征脸中人脸的尺寸;
待识别人脸图像必须为正面人脸图像。
若不满足此条件,识别错误率很高。从PCA方法的过程可以看出,特征脸识别的方法是以每张人脸的一个维度(可以看出是矩阵的一列)为单位进行处理的,求得的特征向量(特征脸)中包含训练集每个纬度的绝大部分信息。但是若测试集中人脸尺寸不同,那么与特征脸中维度的也就没法对应起来。

2. FisherFace

由于LDA利用了类成员信息并抽取了一个特征向量集,该特征向量集强调的是不同人脸的差异而不是照明条件、人脸表情和方向的变化。因此,相比EigenFace(和谁比很重要),采用Fisherface方法对人脸进行识别对光照、人脸姿态的变化更不敏感,有助于提高识别效果。

3. LBPH

LBP对光照有明显的鲁棒性

随着计算机和信息技术的快速发展,人脸识别技术越来越受到重视,本文主要研究了人在不同光照、不同表情下的特征提取与识别的一些关键问题,提出了一些改进方法,并通过实验进行了可靠性验证. 针对LBP算法提取人图像的表情特征信息时会丢失特殊的特征信息的缺点,本文提出了多重局部二值模式的人表情识别方法(Multiple Local Binary Patterns,MILBP),该方法在保持LBP算法优点的前提下,通过增加一位二值编码,利用中心像素点作用以及邻域像素点灰度值之间的关系,得出特征向量图. 实验结果表明MLBP算法LBP算法描述的表情纹理图像更加均匀,且识别率约提高10%. 针对人表情图像进行纹理特征提取时的模块大小划分问题,本文提出将MLBP算法与Harr小波分解相结合,该方法首先将表情图像进行Har小波分解,得到四幅不同频率的子图像,然后对其中三幅图像进行MLBP特征提取,并将得到的特征值串联形成表情图像的特征向量。实验结果表明该方法比MLBP方法直接提取表情特征所产生的特征向量的维数减少了25%,特征提取和识别的速率提高了,其中识别率约提高了9%. 人脸识别研究中的识别率容易受光照强度的影响,针对MLBP算法在光照变化时具有旋转不变性,以及Gabor小波能提供空间位置、空间频率的特性,本文提出了多重局部Gabor二值模式方法(Multiple Local Gabor Binary Pattern,M LGBP),该方法先对人图像使用Gabor小波进行变换处理,保留受光照影响较小的高频部分,然后再采用MLBP算法对Gabor提取后的图像采用分块编码,最后得到联合直方图序列,获得丰富的局部特征信息,实验结果表明了该算法有效的降低了光照对识别率的影响,提高了光照不均匀时的人险识别率,且在特征提取方面比Gabor等算法更加有效.
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