基于WebCam的人脸检测技术

摘要 人脸识别技术可以应用于基于网络的身份认证，我们实现了基于WebCam的人脸识别与跟踪系统。本文以WebCam采集的视频流为数据源，截取视频流中的单帧图像，通过转换彩色空间、人脸肤色建模、后处理操作和人脸定位算法实现了人脸检测，并以此为基础实现了在视频流中对于人脸的跟踪。试验结果表明，我们所实现的人脸识别算法适用于近距离人脸的检测，可以应用于基于WebCam的身份认证。 关键词 人脸识别，人脸检测，肤色，定位，视频流 基于WebCam（Internet上的摄像头）的人脸检测和跟踪技术本身可以分为如下几部分： 1.利用WebCam获取视频流（预处理）； 2.人脸的检测（包括从背景中确定人脸的存在，以及验证检测到人脸是否是参加在线考试的人员）； 3.人脸的跟踪（在在线考试的过程中实时监控考试对象）。 由于时间有限的缘故，在此次毕业设计中，本文要研究的内容和目标是“利用WebCam获取视频流”和“从获取的视频流帧中确定人脸的存在”这两部分。 根据以上两部分的内容，本文中要解决的问题如下： 1.如何从WebCam中得到视频流里的某一帧。 设想的解决途径是：利用Visual C++中提供的AVICap命令集来捕获视频流中的单帧图像。因为2.AVICap支持实时的视频流捕获和单帧捕获并提供视频源的控制。 实际操作思路：因为AVICap的主要功能是通过一个采集窗口（Capture Windows）来提供的， 而且，各功能函数的调用都需要采集窗口的句柄，AVIVCap的消息也是传递给采集窗口的，所以我们需要实现这样一个采集窗口（Capture Windows）。具体从三方面操作来实现： （1）建立采集窗口：使用CapCreatCaptureWidows函数； （2）连接一个采集设备（本论文中的采集设备是WebCam）：使用CapDriverConnect函数； （3）获取窗口状态（窗口的状态被定义在CAPSTATUS这个数据结构中，它包含了大量的有用信息，可以通过CapGetStatus函数得到CAPSTATUS的指针），从采集设备WebCam中得到视频帧。 ?得到视频帧的过程是通过调用程序自定义的回调函数来实现的。所谓回调函数，其作用就是向采集设备（WebCam）的驱动程序发出读写命令，从而实现程序和设备之间定时或不定时地通信，这里的通信可以是视频流回调函数定时地从USB 摄像头取回一帧数据以便回放，也可以是其他回调函数的操作。因为这部分要解决的问题是从WebCam中得到视频流里的某一帧，所以，我们需要实现的回调函数是“单帧采集回调函数”。