Vývoj algoritmů pro digitální zpracování obrazu v reálním čase v DSP procesoru
Loading...
Date
Authors
ORCID
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Rozpoznávanie tvárí je komplexný proces, ktorého hlavným ciežom je rozpoznanie žudskej tváre v obrázku alebo vo video sekvencii. Najčastejšími aplikáciami sú sledovacie a identifikačné systémy. Taktiež je rozpoznávanie tvárí dôležité vo výskume počítačového videnia a umelej inteligencií. Systémy rozpoznávania tvárí sú často založené na analýze obrazu alebo na neurónových sieťach. Táto práca sa zaoberá implementáciou algoritmu založeného na takzvaných „Eigenfaces“ tvárach. „Eigenfaces“ tváre sú výsledkom Analýzy hlavných komponent (Principal Component Analysis - PCA), ktorá extrahuje najdôležitejšie tvárové črty z originálneho obrázku. Táto metóda je založená na riešení lineárnej maticovej rovnice, kde zo známej kovariančnej matice sa počítajú takzvané „eigenvalues“ a „eigenvectors“, v preklade vlastné hodnoty a vlastné vektory. Tvár, ktorá má byť rozpoznaná, sa premietne do takzvaného „eigenspace“ (priestor vlastných hodnôt). Vlastné rozpoznanie je na základe porovnania takýchto tvárí s existujúcou databázou tvárí, ktorá je premietnutá do rovnakého „eigenspace“. Pred procesom rozpoznávania tvárí, musí byť tvár lokalizovaná v obrázku a upravená (normalizácia, kompenzácia svetelných podmienok a odstránenie šumu). Existuje mnoho algoritmov na lokalizáciu tváre, ale v tejto práci je použitý algoritmus lokalizácie tváre na základe farby žudskej pokožky, ktorý je rýchly a postačujúci pre túto aplikáciu. Algoritmy rozpoznávania tváre a lokalizácie tváre sú implementované do DSP procesoru Blackfin ADSP-BF561 od Analog Devices.
Face recognition is a complex process that aims to recognize human faces in images or video sequences. Applications include surveillance and identification system, but face recognition is also invaluable in the research of computer vision and artificial intelligence. Face recognition systems are often based on either image analysis or neural networks. This work implements an algorithm based around the use of so-called eigenfaces. Eigenfaces are the result of a form of Principal Component Analysis (PCA), which extracts important facial features from the original image and is based on solving a linear matrix equation of the covariance matrix, eigenvalues and eigenvectors. A face that is to be recognized is thus projected onto the eigenspace; the results of that operation can be interpreted as the comparison of this face with an existing database of known faces. Before executing the actual recognition algorithm, faces need to be located inside the image and prepared (by doing normalization, lighting compensation and noise removal). Many algorithms exist, but this work uses a color based face detection algorithm, which is both fast and sufficient for this application. The face detection and recognition algorithms are implemented on a Blackfin ADSP-BF561 DSP processor from Analog Devices.
Face recognition is a complex process that aims to recognize human faces in images or video sequences. Applications include surveillance and identification system, but face recognition is also invaluable in the research of computer vision and artificial intelligence. Face recognition systems are often based on either image analysis or neural networks. This work implements an algorithm based around the use of so-called eigenfaces. Eigenfaces are the result of a form of Principal Component Analysis (PCA), which extracts important facial features from the original image and is based on solving a linear matrix equation of the covariance matrix, eigenvalues and eigenvectors. A face that is to be recognized is thus projected onto the eigenspace; the results of that operation can be interpreted as the comparison of this face with an existing database of known faces. Before executing the actual recognition algorithm, faces need to be located inside the image and prepared (by doing normalization, lighting compensation and noise removal). Many algorithms exist, but this work uses a color based face detection algorithm, which is both fast and sufficient for this application. The face detection and recognition algorithms are implemented on a Blackfin ADSP-BF561 DSP processor from Analog Devices.
Description
Keywords
Lokalizace obličeje, Rozpoznávání tváří, Algoritmus lokalizace obličeje na základě barvy lidské kůže, Rozpoznávání tváří s využitím Eigenfaces, PCA, Principal Component Analysis, Eigenfaces, Eigenvector, Eigenvalue, DSP procesor, Implementace v C, ADSP-BF561, EZ-KIT Lite, Číslicové zpracování obrazu., Face detection, Face recognition, Skin color based face detection algorithm, Face recognition based on Eigenfaces, PCA, Principal Component Analysis, Eigenfaces, Eigenvector, Eigenvalue, DSP processor, C implementation, ADSP-BF561, EZ-KIT Lite, Digital image processing.
Citation
KNAPO, P. Vývoj algoritmů pro digitální zpracování obrazu v reálním čase v DSP procesoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Mikroelektronika
Comittee
prof. Ing. Jaromír Kadlec, CSc. (předseda)
Ing. Ondřej Sajdl, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Miroslav Zatloukal (člen)
Ing. Zdenka Rozsívalová (člen)
doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2009-08-20
Defence
Diplomant seznámil státní zkušební komisi se zadáním, zpracováním a výsledky své diplomové práce
a zodpověděl otázky a připomínky oponenta.
Otázky u obhajoby:
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení