人脸识别作为一种高可靠性、高稳定性的身份鉴别途径，近年来发展迅速。目前人脸识别技术在身份识别、门卫系统、视频会议、人机交互等多个领域得到应用，已成为模式识别领域的研究难点和热点之一。作为人脸识别的前提，高质量的人脸定位和人脸特征提取是一项极富挑战性的课题，受到研究学者们的广泛关注。　　 本文在研究人脸识别相关技术的基础上，将人脸识别中的人脸定位和特征提取技术引入到科普展品的设计中，开发了基于人脸识别技术的人脸形象卡通化科普展品，该系统从采集的图像中定位人脸及面部器官位置，根据定位结果提取人脸及面部器官的轮廓线并以此生成简笔画形式的卡通形象。　　 针对系统的设计要求，本文重点研究了人脸图像预处理技术、人脸及面部器官的定位技术和轮廓提取技术。首先，通过对常用的图像预处理方法进行实验分析，提出了适合系统的人脸图像预处理方案；其次，在阅读大量文献和实验分析的基础上，针对不同场合下的积分投影法进行研究，使用肤色相似度分割法对实时采集的人脸图像进行处理；然后，根据积分投影法的快速性和模板匹配法的准确性，提出并实现了基于积分投影法和模板匹配法相融合的人脸快速准确定位算法，并利用积分投影实现了人脸面部器官的快速定位：再次，针对Snake模型轮廓提取算法容易受到多个目标轮廓线干扰和需要设置模型初值的缺点，提出了基于各面部器官包围盒、形态学边缘算子和Snake模型融合的轮廓提取算法，并将种子填充技术应用到Snake模型的初值设置中，实现了器官轮廓的精确提取；最后，在相关技术研究的基础上，详细设计了人脸形象卡通化科普展品系统的总体结构、子系统和算法流程，制定了相应的开发方案，初步实现了系统的功能。