基于TMS320C6713的人脸识别系统设计 - 中国一卡通网
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基于TMS320C6713的人脸识别系统设计

来源:电子网  作者:姜钰 丁万山 南京航空航天大  发布时间:2010-07-12 17:33:53  字体:[ ]

关键字:人脸识别  识别系统  人脸检测  芯片  

摘   要:为了人脸识别的相关算法能快速运行,选择了TI公司的DSP处理器,另附加键盘模块和PAL制式输出模块,可以脱离PC独立对PAL视频信号进行采集和处理,并独立运行人脸的定位,特征抽取以及人脸的识别。硬件方面,系统采用了存储器切换系统,使得图像数据缓存和读取分别由CPLD和DSP独立且同时执行,缩短了数据的处理周期,保证了系统的实时运行。


    3.2 人脸判别流程
  
    将得到的320×240的图片经过人脸的检测后,将截取人脸的部分作为人脸样本。设计时,人脸的所有样本都将在显示器上显示出来,降低了人脸错误检测的可能,一定程度上提高系统的准确性。

    人脸的样本分辨率为24×24,作为576维的一维向量输入至PCA。图8(a)为计算PCA投影矩阵的流程图,图8(b)为KNN分类器的工作流程图,其中训练样本经过PCA投影后的数值,不需要在每次识别中重新计算,可以作为初始化时的计算,也可存储于掉电非易失介质中,如Flash存储器中,可以提高设备的运行效率,降低运算量。 

    如图8所示,KNN分类器可以判断最接近的分类,但是并不能拒绝分类,于是产生了任何人的脸都将被分到内置样本集的一类中。这样的分类方式是不可取的,所以必须加入是否拒绝的判定,流程图如图9所示。

    如流程图中显示,当样本点经过PCA降维后,输送至KNN分类器进行分类,所得到的结果一定可以判定为第K类,此时不能急于定论,先求出待测点与K类标号的样本点的欧氏距离之和sum。定义两个阈值a和b,如果sum<a值则判定为第一类;如果sum>b值则判定为拒绝类;如果sum介于a和b值之间,则引入精度控制量accuracy,计算出sum与a的差值,如若小于精度控制量accuracy,则判定为第K类,否则拒绝分类。由这样的过程,间接解决了样本错分和无法判否的问题。

    4 试验结果

    该实验中,选定a的值为12 400,b的值为16 200,这两个值的确定需要进行大量的实验,从中找出规律。x的值的大小直接影响识别的效果,文中分别选取x=4和x=5进行了测试。

    (1)x=4时:程序在测试可识别库中的分属12个人的36幅人脸图像时,正确识别出其中的33幅,其余3幅图像均被判否,0个判错。程序在测试不可识别库中的分属3个人的33幅人脸图像时,22幅图像被成功判否,11幅被误判;

    (2)x=5时:程序在测试可识别库中的分属12个人的36幅人脸图像时,正确识别出其中的25幅,其余ll幅图像均被判否,O幅判错。程序在测试不可识别库中的分属3个人的33幅人脸图像时,28幅图像被成功判否,5幅被误判。

    分析上面的实验数据可知,x=4时,可识别库的识别率为91.6%,不可识别库的判否率为66.7%。x=5时,可识别库的识别率为69.4-%,不可识别库的判否率为84.8%。因此,应用于不同的场合时,应选择不同的x值,当要求尽可能拒绝外来人脸时,可选x值为5,当要求尽量识别已知人脸时,可选x值为4。

    5 结束语

    此人脸识别系统的构建,充分考虑了其推广性,未采用USB摄像头作为图像采集设备,而以通用视频标准的模拟摄像头取而代之,因此用户在摄像头选择的时候,可以更加自由。同时该设备支持多种接口输入,除了普通的R-jack口之外,还提供了Svideo,YPbPr和RGB等输入方式。该设备的识别精度可达90%以上,基本满足了识别要求。系统实时性好、携带方便,可以通过程序的修改推广到动态图像跟踪、运动检测等领域。

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