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Matlab人脸检测识别
一、理论基础
人脸识别过程主要由四个阶段组成:人脸检测、图像预处理、面部特征提取和特征识别。首先系统从视频或者相机中捕获图像,检测并分割出其中的人脸区域;接下来通过归一化、对齐、滤波等方法改善图像的质量,这里的质量主要由最终的人脸识别率决定;特征提取(降维)环节尤为重要,其初衷是减少数据量从而减轻计算负担,但良好的特征选取可以降低噪音和不相关数据在识别中的贡献度,从而提高识别精度;特征识别阶段需要根据提取的特征训练一个分类器,对于给定的测试样本,根据训练器对其进行分类。
当定位好人脸的时候,我们进行识别,识别的主要原理如下:
GRNN广义回归神经网络的理论基础是非线性核回归分析,非独立变量y相对于独立变量x的回归分析实际上是计算具有最大概率值的y。设随机变量x和y的联合概率密度函数为f (x ,y),已知x的观测值为X,则y相对于X的回归,即条件均值为:
对于未知的概率密度函数f (x, y),可由x和y的观测样本经非参数估计得:
GRNN通常被用来进行函数逼近。它具有一个径向基隐含层和一个特殊的线性层。第一层和第二层的神经元数目都与输入的样本向量对的数目相等。GRNN结构如图2-3所示,整个网络包括四层神经元:输入层、模式层、求和层与输出层。
GRNN广义回归神经网络进行映射学习达到了很好的效果.这些流形的方法都建立在一个假设上:同一个人不同姿态的图像是高维空间中的一个低维流形.基于这个假设,不同人在姿态变化下可以获得较好的识别效果。
在matlab中,通过如下的驱动程序控制笔记本电脑的摄像头:
%Set up video object. Note: to change to a different camera (or camera setup) change the following line: vid = videoinput('winvideo',1,'YUY2_640x480'); %Set the video object to always return rgb images: set(vid, 'ReturnedColorSpace', 'rgb'); triggerconfig(vid,'manual'); start(vid) %Initialize frame Frm and fps variable Frm = 0; fps = 0; %Set the total runtime in seconds runtime = 100; h = figure(1); tic; timeTracker = toc;
通过程序vid = videoinput('winvideo',1,'YUY2_640x480');完成摄像头图像的采集。
二、核心程序
clc; clear; close all; warning off; addpath 'func\' addpath 'facebase\' delete(imaqfind); %Set up video object. Note: to change to a different camera (or camera setup) change the following line: vid = videoinput('winvideo',1,'YUY2_640x480'); %Set the video object to always return rgb images: set(vid, 'ReturnedColorSpace', 'rgb'); triggerconfig(vid,'manual'); start(vid) %Initialize frame Frm and fps variable Frm = 0; fps = 0; %Set the total runtime in seconds runtime = 100; h = figure(1); tic; timeTracker = toc; load grnns.mat while toc < runtime toc Frm = Frm + 1; %获得摄像头图像 I = getsnapshot(vid); %人脸跟踪 [segment,f,R0,R1] = func_face_track(I); %获得人脸区域 figure(1); subplot(221); imshow(uint8(I)); title('摄像头视频获取'); subplot(222); imshow(f); subplot(223); imshow(R1); title('脸部定位'); %人脸识别(测试前需要加入自己所要测试的人脸的相关库。比如你要测试你自己的脸,那么需要加入你的脸道库中) R0re = imresize(R0,[220,160]); Ttest = func_yuchuli(R0re);%读入数字 wordsss = sim(net,Ttest'); [V,I] = max(wordsss); %显示识别结论 Icheck = imread(['facebase\',num2str(I-1),'.jpg']); subplot(224); imshow(Icheck); title('识别结论'); pause(0.5); end stop(vid) clc; clear; close all; warning off; addpath 'func\' addpath 'facebase\' I = imread('1.jpg'); %% %人脸跟踪 [segment,f,R0,R1] = func_face_track(I); %获得人脸区域 figure subplot(221); imshow(I); subplot(222); imshow(f); subplot(223); imshow(R1); title('脸部定位'); %% %人脸识别(测试前需要加入自己所要测试的人脸的相关库。比如你要测试你自己的脸,那么需要加入你的脸道库中) %人脸库的离线训练 R0re = imresize(R0,[220,160]); Ttest = func_yuchuli(R0re);%读入数字 load grnns.mat wordsss = sim(net,Ttest'); [V,I] = max(wordsss); %显示识别结论 Icheck = imread(['facebase\',num2str(I-1),'.jpg']); subplot(224); imshow(Icheck); title('识别结论');
三、仿真测试结果
由此可以看出,当选择出学习样本之后,GRNN网络的结构与权值都是完全确定的,因而训练GRNN网络要比训练BP网络和RBF网络便捷得多。
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