人臉檢測(cè)算法及其芯片實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著目標(biāo)監(jiān)控、目標(biāo)跟蹤、人機(jī)交互、人流統(tǒng)計(jì)等領(lǐng)域的興起，人臉檢測(cè)已不僅是人臉識(shí)別前期的一個(gè)重要步驟，它開(kāi)始作為一門(mén)獨(dú)立的技術(shù)受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。從數(shù)碼相機(jī)、人機(jī)交互中的人臉定位，3G業(yè)務(wù)的圖像通信，到人物跟蹤、警戒區(qū)報(bào)警都離不開(kāi)人臉檢測(cè)技術(shù)。但由于人臉檢測(cè)需要進(jìn)行的計(jì)算量大，檢測(cè)速度的提高和精確度的保證成了相互矛盾的兩個(gè)方面。而很多應(yīng)用中對(duì)這兩方面都是有所要求的。另外，要使人臉檢測(cè)技術(shù)能在未來(lái)發(fā)揮重要作用，真正有效應(yīng)用于各種應(yīng)用

2、場(chǎng)合，那么人臉檢測(cè)芯片的功耗、成本、可配置性都是值得研究的，這同時(shí)也是現(xiàn)今人臉檢測(cè)技術(shù)面臨的難題。
　　 本論文致力于研究高性能人臉檢測(cè)芯片的關(guān)鍵技術(shù)，從算法的改進(jìn)、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、可配置性等多方面提出了實(shí)現(xiàn)高精度高速人臉檢測(cè)芯片的一些創(chuàng)新性想法。
　　 考慮到算法的有效性是高性能檢測(cè)的一個(gè)重要方面，本文對(duì)目前最為高效的基于A(yíng)daBoost的人臉檢測(cè)算法進(jìn)行了深入的分析，介紹了其訓(xùn)練與檢測(cè)的具體方法。并提出了方差預(yù)處理與級(jí)聯(lián)

3、結(jié)構(gòu)相結(jié)合的人臉檢測(cè)算法，以及適合于硬件實(shí)現(xiàn)、減少圖像訪(fǎng)存頻率的圖像縮小法。然后對(duì)目前國(guó)際公認(rèn)的五個(gè)人臉數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了總結(jié)與歸納，用各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)試結(jié)果證明了改進(jìn)后的人臉檢測(cè)算法的有效性。并對(duì)算法進(jìn)行了定點(diǎn)化分析，選擇了合適的定點(diǎn)化位數(shù)。
　　 本文還從檢測(cè)速度的提高、芯片的面積消耗、功率消耗各方面綜合考慮，提出了高效的存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)、積分圖快速更新法、四級(jí)流水線(xiàn)處理結(jié)構(gòu)，對(duì)芯片內(nèi)部各模塊的劃分、各模塊的結(jié)構(gòu)、它們之間的工作時(shí)序等都

4、進(jìn)行了分析研究。并對(duì)設(shè)計(jì)的高性能人臉檢測(cè)芯片進(jìn)行了仿真、綜合、驗(yàn)證與測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，算法上的改進(jìn)以及芯片的上述設(shè)計(jì)技術(shù)使得人臉檢測(cè)芯片可以達(dá)到在保證高精度高速的前提下，具有較低的功耗和面積，與性能居于國(guó)際前沿的其他人臉檢測(cè)芯片的測(cè)試結(jié)果相比，具有其優(yōu)勢(shì)。
　　 鑒于人臉檢測(cè)芯片的町配置直接影響其未來(lái)多場(chǎng)合應(yīng)用的靈活性和開(kāi)發(fā)成本，本文又提出了多模式可調(diào)人臉檢測(cè)的概念。從人臉檢測(cè)四個(gè)關(guān)鍵因子著手，分析其對(duì)檢測(cè)性能的具體影響。并使