دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

شناسایی چهره به کمک شبکه عصبی

استاد راهنما:

دکتر صادق زاده

استاد مشاور:

دکتر شیخان

نگارش:

محسن کرمی

 

چکیده:

امروزه با پیشرفت روزافزون شاخه پردازش تصویر و سیگنال سیستم های گوناگونی در زمینه تشخیص هویت طراحی و ساخته شده می باشد. در این پایان نامه با استفاده از پردازش چهره اشخاص سیگنال لازم جهت ورود و خروج افراد به دست آمده می باشد. آغاز ویژگی های مربوط به اشخاص مجاز به ورود و خروج استخراج می شود. در این مرحله از تکنیک های پردازش تصویر به مقصود حذف نویز، بهبود کیفیت، آشکارسازی لبه ها و قسمت بندی استفاده شده می باشد سپس با استفاده از پروجکشن تصاویر، ویژگی ها استخراج گردیده می باشد و در یک بانک داده ذخیره شده می باشد. آموزش شبکه عصبی از طریق این بانک صورت گرفت. پس از آموزش شبکه این سیستم قادر به شناسایی کلیه افراد آموزش داده شده و تشخیص افراد ناشناس گردید. لازم به ذکر می باشد ویژگی های استخراج شده نرمالیزه شده اند. یعنی نسبت به تغییرات resolution تصاویر و همچنین فاصله و روشنایی محیط مقاوم می باشند.

فصل اول

مقدمات

1-1) مقدمه

همه بشر ها (حتی کودکان)، اقدام شناسایی چهره را به سادگی و بدون آنکه کوشش زیادی کنند انجام می دهند. همین مسأله باعث شده می باشد که بعضی از محققین به این نتیجه برسند که یک ناحیه پردازش مشخص در مغز بشر به اقدام شناسایی چهره ها اختصاص یافته می باشد. تحقیقات نشان می دهد که در نیمکره سمت راست مغز بشر، سلول هایی به نام «سلول های مادربزرگ» (Grandmother cells) وجود دارند که وظیفه آنها شناسایی چهره ها می باشد. چهره یک ویژگی منحصر به فرد بشر می باشد. حتی دو فرد همزاد نیز از لحاظ چهره علیرغم شباهت زیاد دارای تفاوت های جزئی می باشند. از اینروست که اولین تمبرهای پستی چاپ شده، چهره ملکه ویکتوریا را بر روی خود داشتند، زیرا که در صورت جعل شدن ساده تر قابل تشخیص باشند. در ایران نیز اولین تمبرها تصویر احمدشاه را بر خود داشتند. و چاپ تصاویر افراد معروف بر روی اسکناس ها و اسناد معتبر بانکی هم به همین مقصود می باشد.

پی بردن به سیستم تشخیص چهره در مغز بشر همواره ذهن دانشمندان روانشناس و عصب شناس را به خود مشغول کرده می باشد زیرا که جدای از جنبه های فیزیولوژیکی قضیه می توان از آن به عنوان زیربنائی برای ساخت یک سیستم «تشخیص اتوماتیک چهره» نیز استفاده کرد.

کار بروی تشخیص چهره، در اوایل دهه 1960 توسط فرانسیس گالتون شروع گردید. در آغاز و اواسط دهه 1970 تکنیک های رده بندی الگو که از خواص موجود در ویژگی های چهره و یا نیمرخ استفاده می کردند، به کار برده شدند. در طی دهه 1980 کار بروی تشخیص چهره متوقف شد اما از اوائل 1990 به طور چشمگیری افزایش یافته می باشد.

علت های این امر بیشتر عبارتند از:

1- افزایش پروژه های تحقیقاتی در زمینه های قضائی و تجاری.

2- باز پیدایش رده بنده های شبکه عصبی با تکیه بر پردازش بی درنگ و وفقی.

3- بالا رفتن سرعت سخت افزار.

4- نیاز روزافزون به کاربردهای امنیتی و نظارتی.

در طی چند سال اخیر، فعالیت زیادی بر روی مسائلی از قبیل بخش بندی (Segmentation) تعیین محل چهره در تصویر و استخراج ویژگی هائی مانند چشم، دهان، ابرو و بینی مشاهده می شود. علاوه بر آن پیشرفت های زیادی در طراحی رده بندهای آماری و شبکه عصبی حاصل شده می باشد. در این بین مفاهیم کلاسیکی مانند شبکه های عصبی (Neural Network) روش های براساس Karhunen-Toeve و Singular value Decomposition و Principal Component Analysis استفاده شده می باشد و به جز موارد محدودی، روش های موجود بروی بانک های نسبتاً کوچکی (کمتر از 100 شخص) آزمایش شده اند.

با این وجود هنوز دو مشکل اساسی در این مبحث هست:

اول اینکه: شباهت حالت و فرم کلی چهره های افراد مختلف به یکدیگر (همه دارای دو چشم، یک بینی، یک دهان و… هستند که در محل مشخصی قرار گرفته اند.)

دوم اینکه: وضعیت ها و حالت های مختلف چهره یک فرد (مانند خنده، گریه، چرخیدن سر به چپ یا راست و…) و محیط با روشنایی متفاوت.

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید.