论文部分内容阅读
随着以计算机和网络通信为代表的信息技术飞速发展,信息技术几乎渗透到了社会生活的方方面面。然而,由于信息网络的国际化、社会化、开放化以及个人化的特点,使它在给人们提供“技术共享”、“信息共享”的同时,也给人类社会带来了不安全的阴影,信息安全问题也越来越受到人们的关注。身份认证是信息系统安全的第一道关卡,对于保证信息只被合法授权者获取和访问起着重要作用,因而建立强有力的身份认证机制成为信息安全的关键之一。 生物特征识别技术,是20世纪末期才开始蓬勃兴起的,它因具有难以伪造、不会遗失、随身携带、方便易用等特点,克服了传统身份认证方式的缺陷,提供了一种更加安全可靠的身份认证机制。特别是“9·11事件”以后,国际上“反恐”意识高度增强,许多国家和组织要求在个人身份识别上采用生物特征,伴随而来的是生物特征识别技术所面临的前所未有的发展机遇和广阔的市场前景。 人脸识别技术,更以其出众的用户友好性和易用性等特点,成为生物特征识别最具潜力的研究方向。目前,国外对人脸识别技术的研究仍处于发展阶段,但在政府、军队、民用等很多公共安全领域已有比较成熟的产品开始应用。我国对这项技术的研究和应用刚刚处于起步阶段,相比国外先进水平尚存在一定的差距,国家和科研单位都高度重视,积极推进这方面的研究,并四川大学工程硕士学位论文人脸识别技术在信息系统身份认证中的应用已经取得很大进展。 对于人脸识别方面的研究,国内外所采用主要方法分为基于先验知识的方法和基于后验学习和训练的方法。其中基于先验知识的方法包括模板匹配方法和基于灰度分布、肤色信息的人脸规则方法;基于后验学习和训练的方法包括聚类分析、特征子脸、神经网络等方法。由于人脸是一种有弹性的局部可变形的非刚性目标,因而对面部特征的提取变得很困难,同时光照、饰物等干扰因素也增加了特征提取的难度,这是人脸识别技术存在的主要难题。 在本设计中,我们采用了人脸重心模板匹配的方法实现人脸的检测,与其他方法相比,该方法具有算法简单、定位准确、检测速度快等特点。在系统实现过程中,我们增加了线划脸去除、灰度检查和纹理检查等功能,能有效的检测出“伪脸”和排除检测过程中产生的“假脸”,提高了检测的准确率。同时通过实验比较,采用多种光照补偿方法融合,很大的提高了对光照不均情况下的检测率。 在设计过程中,我完成了对重心模板人脸检测算法的分析,实现了人脸检测的功能;并对线划脸去除的算法进行了研究,也实现了其功能;进行了多方法融合光照补偿下的人脸检测实验,统计了实验数据,并对数据结果进行了分析,验证了采用该方法的有效性。 以下是本文的结构安排: 首先,介绍了信息安全及信息安全所涉及的技术,并着重对身份认证技术进行了介绍,其中包括身份认证在信息安全中的关键作用、技术特点及实现方式等。 然后,详细介绍了生物特征识别的概念、技术发展概况,并阐述了生物特征识别作为身份认证方式所特有的优势以及生物特征识别技术未来发展的趋势。同时,对几种不同生物特征识别技术的应用进行了介绍,对它们各自的优缺点进行了分析和比较。 接下来,对人脸识别技术的重心模板人脸检测方法、光照补偿方法与实四川大学工程硕士学位论文人脸识别技术在信息系统身份认证中的应用验、线划脸去除原理进行了透彻的分析,详细阐述了它们的理论基础,同时设计并实现了一个面向复杂背景的多级、多角度人脸检测跟踪系统。 最后,在前面对人脸识别技术分析和应用的基础上,对在身份认证系统中实现人脸识别提供了设计方案,对系统的构建、系统工作模式以及可靠性的设计都作了详细的阐述,并介绍了几种人脸识别身份认证系统的应用实例。关键词:信息安全身份认证生物特征识别 人脸识别重心模板匹配