探讨可调人脸检测算法及其芯片实现关键技术

论文导读：
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。以数码相机、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,检测速度的提升和精确度的保证成了相互矛盾的两个方面。而很多运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,真正有效运用于各种运用场合,那么人脸检测芯片的功耗、成本、可配置性都是值得探讨的,这同时也是现今人脸检测技术面对的难题。本论文致力于探讨高性能人脸检测芯片的关键技术,以算法的改善、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革新性想法。考虑到算法的有效性是高性能检测的一个重要方面,本论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浅析,介绍了其训练与检测的具体策略。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善后的人脸检测算法的有效性。并对算法进行了定点化浅析,选择了合适的定点化位数。本论文还以检测速度的提升、芯片的面积消耗、功率消耗各方面综合考虑,提出了高效的存储案例设计、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浅析探讨。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,算法上的改善以及芯片的上面陈述的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运用的灵活性和开发成本,本论文义提出了多方式可调人脸检测的概念。以人脸检测四个关键因子着于,浅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方式的四个输入参数,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探讨的课题,该课题的开展能带来巨大的社会效益,其探讨成果也能为其他类型的目标检测提供有作用的参考。关键词：人脸检测论文存储案例论文积分图快速更新论文四级流水线处理论文多方式可调论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。目录3-5
图片索引5-7
表格索引7-8
摘要8-9
Abstract9-11
第1章 绪论11-21

1.1 人脸检测介绍11-14

1.1 人脸检测的探讨作用11-13

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探讨情况14-17

1.3 人脸检测面对的主要困难及今后进展方向17-18

1.4 本论文探讨目标和主要探讨内容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浅析21-39

2.1 基于AdaBoost的人脸检测算法介绍21-29

2.

1.1 Haar-pke特点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 检测策略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 人脸检测算法改善及定点化浅析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

3.1 图像缩小法与窗口扩大法的比较50-52

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浅析54-56

3.5 本章小结56-59

第4章 高性能人脸检测芯片探讨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 高效存储案例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对策68-70

4.

2.3 图像数据读写对策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 四级流水特点计算结构76-81
4.4.1 常用特点值计算结构浅析比论文导读：献105-111攻读博士学位期间发表的论文111-112致谢112-113上一页12
较76-79

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、综合结果与比较浅析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 多方式可调人脸检测93-103

5.1 人脸检测芯片的可配置性探讨93-94

5.2 多方式可调人脸检测浅析94-96

5.3 多方式可调人脸检测模块96-99

5.4 可调方式相关实验与验证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 对本论文工作的总结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