人脸检测算法及其芯片实现关键技术研究--《复旦大学》2012年博士论文
人脸检测算法及其芯片实现关键技术研究
【摘要】：随着目标监控、目标跟踪、人机交互、人流统计等领域的兴起,人脸检测已不仅是人脸识别前期的一个重要步骤,它开始作为一门独立的技术受到了人们越来越广泛的关注。从数码相机、人机交互中的人脸定位,3G业务的图像通信,到人物跟踪、警戒区报警都离不开人脸检测技术。但由于人脸检测需要进行的计算量大,检测速度的提高和精确度的保证成了相互矛盾的两个方面。而很多应用中对这两方面都是有所要求的。另外,要使人脸检测技术能在未来发挥重要作用,真正有效应用于各种应用场合,那么人脸检测芯片的功耗、成本、可配置性都是值得研究的,这同时也是现今人脸检测技术面临的难题。
本论文致力于研究高性能人脸检测芯片的关键技术,从算法的改进、结构的设计、可配置性等多方面提出了实现高精度高速人脸检测芯片的一些创新性想法。
考虑到算法的有效性是高性能检测的一个重要方面,本文对目前最为高效的基于AdaBoost的人脸检测算法进行了深入的分析,介绍了其训练与检测的具体方法。并提出了方差预处理与级联结构相结合的人脸检测算法,以及适合于硬件实现、减少图像访存频率的图像缩小法。然后对目前国际公认的五个人脸数据库进行了总结与归纳,用各个数据库的测试结果证明了改进后的人脸检测算法的有效性。并对算法进行了定点化分析,选择了合适的定点化位数。
本文还从检测速度的提高、芯片的面积消耗、功率消耗各方面综合考虑,提出了高效的存储方案设计、积分图快速更新法、四级流水线处理结构,对芯片内部各模块的划分、各模块的结构、它们之间的工作时序等都进行了分析研究。并对设计的高性能人脸检测芯片进行了仿真、综合、验证与测试。实验结果表明,算法上的改进以及芯片的上述设计技术使得人脸检测芯片可以达到在保证高精度高速的前提下,具有较低的功耗和面积,与性能居于国际前沿的其他人脸检测芯片的测试结果相比,具有其优势。
鉴于人脸检测芯片的可配置直接影响其未来多场合应用的灵活性和开发成本,本文义提出了多模式可调人脸检测的概念。从人脸检测四个关键因子着于,分析其对检测性能的具体影响。并使其作为能调节芯片工作于不同模式的四个输入参数,实现了芯片的参数可调性能。
人脸检测技术是一门值得不断深入研究的课题,该课题的开展能带来巨大的社会效益,其研究成果也能为其他类型的目标检测提供有意义的参考。
【关键词】：
【学位授予单位】：复旦大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP391.41【目录】：
目录3-5图片索引5-7表格索引7-8摘要8-9Abstract9-11第1章 绪论11-21 1.1 人脸检测简介11-14
1.1.1 人脸检测的研究意义11-13
1.1.2 人脸检测系统的性能指标13-14 1.2 人脸检测技术国内外研究状况14-17 1.3 人脸检测面临的主要困难及今后发展方向17-18 1.4 本文研究目标和主要研究内容18-19 1.5 论文结构安排19-21第2章 基于AdaBoost的人脸检测算法及其实现分析21-39 2.1 基于AdaBoost的人脸检测算法介绍21-29
2.1.1 Haar-like特征22-25
2.1.2 积分图和平方积分图25-27
2.1.3 级联分类器27-29 2.2 AdaBoost训练算法29-32 2.3 基于AdaBoost的人脸检测32-37
2.3.1 检测方法34-36
2.3.2 检测流程36
2.3.3 区域合并36-37 2.4 本章小结37-39第3章 人脸检测算法改进及定点化分析39-59 3.1 人脸数据库和检测算法性能评测39-43
3.1.1 人脸数据库介绍39-42
3.1.2 检测算法性能评测42-43 3.2 方差预处理43-50 3.3 图像缩小法人脸检测50-54
3.3.1 图像缩小法与窗口扩大法的比较50-52
3.3.2 两类主要的图像缩小法52-54 3.4 高性能人脸检测算法定点化分析54-56 3.5 本章小结56-59第4章 高性能人脸检测芯片研究59-93 4.1 人脸检测芯片硬件架构59-66
4.1.1 细胞阵列架构59-62
4.1.2 帧存储器型阵列架构62-64
4.1.3 架构比较与确定64-66 4.2 高效存储方案66-71
4.2.1 存储器结构与效能比较66-68
4.2.2 图像存储与检测扫描策略68-70
4.2.3 图像数据读写策略70-71 4.3 积分图快速更新71-76
4.3.1 积分图寄存器的组成与结构71-72
4.3.2 积分图快速更新法72-74
4.3.3 平方积分图的产生与更新74-76 4.4 四级流水特征计算结构76-81
4.4.1 常用特征值计算结构分析比较76-79
4.4.2 四级流水处理结构79-81 4.5 分类器选择与存储81-82 4.6 图像缩小模块82-83 4.7 人脸检测芯片的仿真、综合结果与比较分析83-85 4.8 人脸检测系统的FPGA验证85-90
4.8.1 人脸检测SOC系统介绍86-88
4.8.2 FPGA硬件平台88-89
4.8.3 FPGA软件平台89-90
4.8.4 系统测试90 4.9 人脸检测SOC测试90-92 4.10 本章小结92-93第5章 多模式可调人脸检测93-103 5.1 人脸检测芯片的可配置性研究93-94 5.2 多模式可调人脸检测分析94-96 5.3 多模式可调人脸检测模块96-99 5.4 可调模式相关实验与验证99-102
5.4.1 可调性测试99-102
5.4.2 综合仿真结果102 5.5 本章小结102-103第6章 结论与展望103-105 6.1 对本文工作的总结103-104 6.2 对未来工作的展望104-105参考文献105-111攻读博士学位期间发表的论文111-112致谢112-113
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库
朱志亮;[D];江西师范大学;2013年
王淑玲;[D];南京理工大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库
郝晓莉;陈后金;蔡伯根;李杰;;[J];北京交通大学学报;2007年05期
宋红,石峰;[J];北京理工大学学报;2004年11期
魏良;苏光大;邓亚峰;;[J];电子技术应用;2006年11期
卓力,沈兰荪,张延华;[J];电子学报;2003年12期
蒋文荣;;[J];江苏警官学院学报;2008年05期
施跃华;赵峰;张忠;;[J];信息技术;2008年09期
陈泽宇,戚飞虎;[J];红外与毫米波学报;2000年01期
黎冰;吴松;曾凡涛;;[J];计算机工程;2006年07期
,张钹;[J];计算机学报;2002年05期
邢延超;强文萍;;[J];计算机应用;2009年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
张浪文;谢巍;洪增林;陈乔敬;;[J];安防科技;2010年05期
宋红;石峰;;[J];兵工学报;2006年02期
宋红,石峰;[J];北京理工大学学报;2004年11期
姚凯;吕燚;周明全;;[J];北京师范大学学报(自然科学版);2007年05期
叶艳芳;黄席樾;沈志熙;;[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年12期
王英杰;谢金法;;[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年04期
李思琳;邵玉斌;;[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年03期
徐前;赵德安;赵建波;;[J];传感器与微系统;2010年01期
张云龙;谢泽奇;张会敏;董承廷;;[J];传感器与微系统;2011年06期
曹建秋;王华清;蓝章礼;;[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年03期
中国重要会议论文全文数据库
李作勇;李纳新;;[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年
谭彩凤;邢座程;田海军;;[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
冯硕;;[A];第二十五届中国（天津）2011’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2011年
陈令;杜焕强;陈军;袁思达;李伟;;[A];第十六届全国青年通信学术会议论文集（上）[C];2011年
陈皓;;[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议（CACIS·2010）暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
唐晓丹;苗振江;;[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
高志升;;[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
贾旭芬;;[A];第22届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第4届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2012年
Zhihua WANG;Lu LIU;;[A];Radio Science in China [C];2002年
中国博士学位论文全文数据库
林裕旭;[D];浙江大学;2010年
李全彬;[D];华东师范大学;2011年
朱淑亮;[D];山东大学;2011年
刘中华;[D];南京理工大学;2011年
严慧;[D];南京理工大学;2011年
庄德文;[D];浙江工业大学;2010年
陈勇;[D];浙江工业大学;2010年
杨旭;[D];上海交通大学;2011年
欧凡;[D];大连理工大学;2011年
王庆军;[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
吴敏;[D];郑州大学;2010年
刘玲玲;[D];郑州大学;2010年
秦仕伟;[D];大连理工大学;2010年
苑岩岩;[D];辽宁工程技术大学;2009年
马颖哲;[D];辽宁工程技术大学;2010年
马栋;[D];长沙理工大学;2010年
庞珊珊;[D];中国海洋大学;2010年
张晶晶;[D];广西民族大学;2010年
顾威威;[D];河北工程大学;2010年
李苏;[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
王智文;蔡启先;陈劲飙;王乃嵩;;[J];广西工学院学报;2013年01期
张争珍;石跃祥;;[J];计算机工程与应用;2009年22期
郭耸;顾国昌;蔡则苏;刘海波;沈晶;;[J];计算机工程与应用;2010年18期
瞿中;;[J];计算机科学;2009年05期
黎燕;樊晓平;;[J];计算机仿真;2008年01期
刘莎;蔡灿辉;林志锋;;[J];计算机应用与软件;2009年10期
张国伟;于金霞;陈现查;;[J];计算机测量与控制;2010年01期
刘健庄;栗文青;;[J];自动化学报;1993年01期
龙建武;申铉京;陈海鹏;;[J];自动化学报;2012年07期
吴一全;潘喆;吴文怡;;[J];模式识别与人工智能;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库
郭耸;[D];哈尔滨工程大学;2011年
王莹;[D];吉林大学;2012年
崔鹏;[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
周杰,卢春雨,张长水,李衍达;[J];电子学报;2000年04期
邢昕,汪孔桥,沈兰荪;[J];电子学报;2000年06期
梁路宏,艾海舟,徐光佑,张钹;[J];电子学报;2001年06期
刘明宝,姚鸿勋,高文;[J];计算机学报;1998年06期
,张钹;[J];计算机学报;2002年05期
于勇;郭雷;;[J];计算机应用;2008年06期
卢春雨,张长水,闻芳,阎平凡;[J];清华大学学报(自然科学版);1999年01期
,黄耀志;[J];微计算机信息;2005年14期
梁路宏,艾海舟,何克忠;[J];中国图象图形学报;1999年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
林雯;;[J];计算机仿真;2010年10期
中国硕士学位论文全文数据库
沈梦叶;[D];杭州电子科技大学;2014年
朱峻苇;[D];沈阳工业大学;2014年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号台风暴雨客观定量落区预报方法--《气象科学》1991年04期
台风暴雨客观定量落区预报方法
【摘要】：本方法是针对江苏抗台防涝的需要,重点解决当台风进入“台风暴雨警戒区“时必须作出:本省是否有大于100毫米和200毫米的降水?如有,则全省过程总雨量最大能下多少?落区、落时?在因子选取方面,是紧紧围绕着台风暴雨发生的基本物理因子和有利的环境场,通过普查和人机结合筛选出优异的预报因子,最终用逐步回归的数学统计模型建立出相应的五个预报方程。它们的历史拟合和预报实践能力均是理想的。
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
台风天气,江苏主要怕大暴雨及其以上降水,其特点雨势猛、范圈广、灾情重。从短期预报和服务的需求,须解决过程总雨量最大能达多少?降水集中区在哪个地区和降雨时段? 我们针对上述问题,首先判别出我省台冈i的过程总雨量最大值(以全省各站中过程总量的最大值和相邻测站中第二个
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
【共引文献】
中国期刊全文数据库
何伟芬;郭媚媚;彭端;何华庆;;[J];安徽农业科学;2010年18期
费艳琴;周晓英;;[J];现代农业科技;2011年19期
刘伟,张庆红;[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
高帆;王洪庆;;[J];北京大学学报(自然科学版);2008年03期
张超;张庆红;;[J];北京大学学报(自然科学版);2011年02期
安桐林;[J];沉积学报;1993年04期
雷宗友,沈玉清;[J];东海海洋;1984年03期
郑平胜;[J];东海海洋;1984年04期
章家琳,房文鸾,徐启明,谭常波;[J];东海海洋;1986年04期
李崇银;[J];Advances in Atmospheric S1984年02期
中国重要会议论文全文数据库
张文龙;张大林;王昂生;崔晓鹏;;[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
吕心艳;端义宏;;[A];2011年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2011年
陆佳麟;施春红;;[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
关皓;王汉杰;邓文彬;周林;;[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
宁宁;;[A];2004年广西气象学会学术年会论文选集[C];2004年
叶萌;黄忠;;[A];2005年泛珠三角气象学术研讨会论文选集[C];2005年
杜小惠;陈伟;王德良;;[A];华中区域气象中心成立20周年学术交流会议论文集[C];2009年
梁忠;苏轼鹏;;[A];船舶航泊安全的新经验新技术论文集（下册）[C];2007年
毛以伟;施望芝;谌伟;陈亮;王晓玲;;[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
何会中;程明虎;周凤仙;;[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
朱先德;[D];中国海洋大学;2010年
邓睿;[D];浙江大学;2010年
丛春华;[D];中国气象科学研究院;2011年
胡邦辉;[D];南京大学;2011年
曾智华;[D];南京信息工程大学;2011年
郑立松;[D];清华大学;2010年
马艳;[D];中国科学院海洋研究所;2000年
姚学祥;[D];南京气象学院;2004年
顾建峰;[D];南京信息工程大学;2006年
代刊;[D];南京信息工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
许士斌;[D];中国海洋大学;2010年
张程明;[D];兰州大学;2010年
胡姝;[D];中国气象科学研究院;2011年
杨蜀都;[D];南京大学;2011年
傅雯;[D];华东师范大学;2011年
赖芬芬;[D];南京大学;2011年
李侃;[D];南京信息工程大学;2011年
高勇;[D];南京信息工程大学;2011年
陆佳麟;[D];南京信息工程大学;2011年
毕明玉;[D];南京信息工程大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
广西气象台台风暴雨预报专家系统课题组;[J];广西气象;1990年03期
庄子善;[J];山东气象;1993年03期
庄子善;[J];山东气象;1990年01期
边清河,丁治英,吴明月,张兴强;[J];气象;2005年03期
潘志祥,何逸,高继林;[J];气象;1992年01期
仇永炎;[J];气象;1997年07期
王廷玉;[J];山东气象;1985年04期
麦启平;[J];广西气象;1982年03期
陈世松;[J];广西气象;1982年03期
李江南,王安宇,杨兆礼,李国丽,何夏江,彭涛涌,古志明;[J];热带气象学报;2003年S1期
中国重要会议论文全文数据库
刘宇迪;;[A];大气科学发展战略——中国气象学会第25次全国会员代表大会暨学术年会论文集[C];2002年
许向春;郑艳;刘丽君;;[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集（下册）[C];2004年
连重绪;刘鑫;王书晓;;[A];2002海洋船舶防台论文集[C];2002年
陆汉城;康建伟;寇正;程艳红;钟玮;;[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
林毅;刘爱鸣;林新彬;;[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
徐亚梅;伍荣生;;[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
黎伟标;;[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
王国松;高山红;岳健;吴增茂;王永明;;[A];辽宁省气象局、丹东市气象局、中国海洋湖沼学会气象分会、中国海洋湖沼学会潮汐海平面专业委员会、中国海洋湖沼学会计算物理专业委员会、山东（暨青岛市）海洋湖沼学会2011年联合学术研讨会论文摘要集[C];2011年
郑艳;周芝锋;陈红;;[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集（下册）[C];2004年
陈永红;王中;;[A];2002海洋船舶防台论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库
于凡;[N];中国保险报;2001年
深圳商报记者
王淮林;[N];深圳商报;2003年
本版编辑?黄建华
风云;[N];广州日报;2008年
王春夏?记者
聂建春;[N];安徽日报;2008年
冮冶;[N];人民日报;2004年
沈耀胜;[N];福建日报;2006年
本报记者;[N];丽水日报;2009年
刘丹青　吴东升
朱忠东;[N];国家电网报;2010年
刘晓;[N];福建工商时报;2001年
冉瑞奎 林国平;[N];中国气象报;2003年
中国博士学位论文全文数据库
沈武;[D];南京信息工程大学;2005年
刘耀龙;[D];华东师范大学;2011年
刘红亚;[D];南京信息工程大学;2009年
黄文誉;[D];南京大学;2011年
陈朝晖;[D];北京工业大学;2008年
赵若红;[D];暨南大学;2008年
顾建峰;[D];南京信息工程大学;2006年
周玲丽;[D];浙江大学;2009年
滕代高;[D];南京信息工程大学;2007年
付国宏;[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库
边清河;[D];南京气象学院;2003年
韩晖;[D];北京师范大学;2005年
漆光国;[D];北京邮电大学;2012年
陈玉林;[D];南京信息工程大学;2005年
赵宇;[D];中国海洋大学;2003年
吴启树;[D];南京信息工程大学;2005年
林两位;[D];南京信息工程大学;2005年
刘汉华;[D];南京信息工程大学;2006年
陈业国;[D];南京信息工程大学;2007年
杨宇红;[D];南京信息工程大学;2007年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号