基于FPGA的Adaboost人脸检测算法设计与验证

发布时间:2017-12-31 18:16

  本文关键词:基于FPGA的Adaboost人脸检测算法设计与验证 出处:《东南大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 人脸检测 Adaboost算法 FPGA


【摘要】:人脸识别技术一直以来都是人工智能领域的研究热点之一,并且随着计算方法和计算工具的进步得到了极大地发展。人脸检测作为人脸识别系统的第一步,其检测率和检测速度直接影响整个人脸识别系统的性能,因此实现快速准确的人脸检测系统具有十分重要的意义。本文的主要研究内容是对Adaboost人脸检测算法进行优化设计,使其适用于FPGA平台实现。通过对基于Haar特征的人脸检测算法进行深入分析,确定优化改进方案,在保证检测率的基础上实现人脸的快速检测。本文采用图像缩放和多尺寸检测窗相结合的方法,避免了传统方法对检测窗的非整数倍放大,便于FPGA电路快速实现。为进一步加快检测速度,加大检测窗每次移动的步长,减少检测次数。本文采用小尺寸固定窗对图像进行遍历,以节省存储空间的使用。设计了固定窗积分图计算与存储策略,进一步提高了检测速度。为了降低算法的误检率,对初次检测到的人脸位置进行快速扩展验证。此外本文还采用了平方特征阈值比较方法和浮点数定点化设计,使算法适用于FPGA硬件平台实现。本文基于Opal Kelly公司的开发板XEM6310-LX150完成了 Adaboost人脸检测算法的FPGA电路优化设计和测试验证。实验结果表明,在FPGA系统工作频率62MHz下,人脸检测算法占用Xilinx Sparten-6 系列 XC6SLX150 型 FPGA 上 Slice 资源 1843 个(8%)和片上 RAM 资源 1495Kb(31%)。本文设计人脸检测系统的误检率低于2%,对于包含一张人脸的高清图像(1280×720)的检测率为98%,检测速度为1.96帧/秒,与已知人脸检测系统相比,检测率和检测速度的综合性能更优;对于包含5张人脸图像的检测率为92.56%,检测速度为1.28帧/秒。本文设计的人脸检测系统可以为人脸识别模块快速准确地提供人脸图像信息,进而构建完整人脸识别系统。
[Abstract]:Face recognition technology has always been one of the research hotspots in the field of artificial intelligence, and with the development of computing methods and computing tools, face detection is the first step of face recognition system. The detection rate and detection speed directly affect the performance of the whole face recognition system. Therefore, it is very important to realize a fast and accurate face detection system. The main research content of this paper is to optimize the design of Adaboost face detection algorithm. Make it suitable for the implementation of FPGA platform. Through the in-depth analysis of face detection algorithm based on Haar features, determine the optimized improvement scheme. On the basis of ensuring the detection rate, the face detection is realized quickly. In this paper, the method of image scaling and multi-size detection window is used to avoid the traditional method of non-integer magnification of the detection window. In order to further accelerate the detection speed, increase the step size of each move of the detection window, reduce the detection times. This paper uses a small fixed window to traverse the image. In order to save storage space, a fixed window integral graph calculation and storage strategy is designed to further improve the detection speed. In order to reduce the error rate of the algorithm. In addition, the square feature threshold comparison method and floating-point fixed-point design are used. The algorithm is suitable for the implementation of FPGA hardware platform. This paper is based on the development board XEM6310-LX150 of Opal Kelly. FPGA circuit optimization design and test verification of Adaboost face detection algorithm. Experimental results show that. The operating frequency of FPGA system is 62 MHz. Face detection algorithm occupies 1 843 Slice resources on Xilinx Sparten-6 series XC6SLX150 FPGA.). And on-chip RAM resource 1495kb / 31. the false detection rate of the face detection system designed in this paper is less than 2%. For a high-definition image containing a face 1280 脳 720), the detection rate is 98 and the detection speed is 1.96 frames / sec, which is compared with the known face detection system. The comprehensive performance of the detection rate and the detection speed is better; For five face images, the detection rate is 92.56 and the detection speed is 1.28 frames / sec. The face detection system designed in this paper can provide face image information quickly and accurately for the face recognition module. Then a complete face recognition system is constructed.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41;TN791

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 马勇,丁晓青;Real-Time Multi-View Face Detection and Pose Estimation Based on Cost-Sensitive AdaBoost[J];Tsinghua Science and Technology;2005年02期

2 林志阳;康耀红;雷景生;;基于Adaboost的车标定位方法[J];计算机工程;2008年11期

3 张磊;;基于AdaBoost的侧面人脸、人耳检测[J];科学大众;2008年08期

4 付忠良;;关于AdaBoost有效性的分析[J];计算机研究与发展;2008年10期

5 张岗亭;杨全;;两种Adaboost方法在人脸检测中的比较研究[J];微计算机信息;2009年24期

6 严超;王元庆;李久雪;张兆扬;;AdaBoost分类问题的理论推导[J];东南大学学报(自然科学版);2011年04期

7 李印;;基于AdaBoost的行人检测研究与实现[J];数字技术与应用;2012年03期

8 苏加强;丁柳云;;基于R的监督式AdaBoost异常值检测应用[J];淮海工学院学报(自然科学版);2013年01期

9 张志勋;张磊;杨凡;;一种改进的Adaboost人脸检测方法[J];自动化与仪器仪表;2013年06期

10 王海川,张立明;一种新的Adaboost快速训练算法[J];复旦学报(自然科学版);2004年01期

相关会议论文 前10条

1 Wen Feng;;A Novel Lips Detection Method Combined Adaboost Algorithm and Camshift Algorithm[A];2012年计算机应用与系统建模国际会议论文集[C];2012年

2 张超;苗振江;;基于AdaBoost的面部信息感知[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年

3 郭翌;汪源源;;基于Adaboost算法的颈动脉粥样硬化判别方法[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年

4 张红梅;高海华;王行愚;;抑制样本噪声的AdaBoost算法及其在入侵检测中的应用[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

5 陆文聪;钮冰;金雨欢;;基于AdaBoost算法的亚细胞位置预测[A];中国化学会第26届学术年会化学信息学与化学计量学分会场论文集[C];2008年

6 陈宏伟;刘建伟;费向东;;一种半监督环境下的Adaboost算法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年

7 唐晓丹;苗振江;;基于AdaBoost和粒子滤波的目标跟踪[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年

8 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

9 ;Using Skin Color and HAD-AdaBoost Algorithm for Face Detection in Color Images[A];Information Technology and Computer Science—Proceedings of 2012 National Conference on Information Technology and Computer Science[C];2012年

10 肖磊;李丽;肖佳文;;基于AdaBoost-SVM的上市公司信用风险评估[A];2012管理创新、智能科技与经济发展研讨会论文集[C];2012年

相关博士学位论文 前4条

1 佟旭;基于复杂网络理论的糖尿病肾病辨证建模研究[D];北京中医药大学;2016年

2 刘冲;模拟电路故障诊断AdaBoost集成学习方法研究[D];大连海事大学;2011年

3 张太宁;人眼注视点估计方法的研究[D];南开大学;2013年

4 赵培英;基于智能计算的膜蛋白结构与相互作用预测研究[D];东华大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 皮丽琴;基于AdaBoost-GASVM算法和LDA主题模型的短文本分类研究[D];华南理工大学;2015年

2 孙斌;一种基于Adaboost的实时行人检测算法[D];华南理工大学;2015年

3 蔡泽彬;基于视频分析的行人检测及统计方法研究[D];华南理工大学;2015年

4 游晴;Adaboost人脸检测算法研究及其在硬件平台上的实现[D];昆明理工大学;2015年

5 宋雨;基于视觉图片的脑—机接口控制研究[D];天津理工大学;2015年

6 林欣;基于改进肤色模型的AdaBoost人脸检测算法研究[D];陕西科技大学;2015年

7 袁浩杰;Adaboost算法的并行化及其在目标分类中的应用[D];华南理工大学;2015年

8 张恒;基于近红外图像的疲劳驾驶检测研究与系统实现[D];长安大学;2015年

9 朱非易;基于不平衡学习的蛋白质—维生素绑定位点预测研究[D];南京理工大学;2015年

10 张元;一种基于AdaBoost的组合分类算法研究[D];四川师范大学;2015年



本文编号:1360900

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1360900.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2acda***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com