文档介绍：原创性声明
郑重声明:此篇题为《基于 FPGA 的人脸检测系统设计》的论文是作者在导师的指导下,于武
汉大学攻读硕士学位期间,进行研究工作所取得的成果。根据作者所知,论文中除了参考文献
列举的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
作者签名:李昌盛王亚娟
导师签名:黄启俊常胜
撰写日期:二零一一年八月十四日
基于 FPGA 的人脸检测系统设计
作者:李昌盛王亚娟
导师:黄启俊常胜
(武汉大学物理科学与技术学院电子科技系,武汉,430072)
摘要: 目前由于模式识别、视频电话、智能监控、人机交互等应用的发展,使得人脸检
测显得越来越有意义和挑战,近年来独立出来成为一个很受重视的研究方向。本设计选取的
是一种由粗及精的方法,综合采用基于彩色图像的肤色检测方法和基于几何特征的灰度检测
方法。首先基于肤色检测在一个大的摄像头范围内捕捉人脸区域,在一个最佳范围内定位人
脸候选区,实现人脸的粗定位,这一模块大大缩小了后续部分的搜索范围,降低了系统的运
算量。在此基础上,在肤色检测所圈定的区域中,利用先验人脸的面部几何特征,精确定位
人脸区域,从而实现人脸检测的目的。对于本设计的算法部分,我们在传统肤色检测算法的
基础上,加入图像预处理、色彩平衡、二值化、形态学滤波、中值滤波、边缘检测等技术进
行人脸检测。本设计最终搭建了由 CMOS 摄像头到 FPGA 核心图像处理单元,再由 LCM 显
示,这样一个完整的人脸图像处理及检测系统。在肤色检测之后,还可以将人脸区域分割出
来,以供更多应用需要,比如人脸的统计、跟踪等。
关键词:人脸识别;人脸检测;FPGA(现场可编程门阵列);肤色检测;
图像预处理技术
A Face Detection System Design Based on FPGA
Author:Changsheng Li, Yajuan Wang
Supervisors: Qijun Huang, Sheng Chang
Abstract: At present, with the development of pattern recognition, video phones,
smart surveillance, interactive applications, face detection has e increasingly
meaningful and challenging. In recent years it has e a highly regarded
independent research topic. The bines the detection method of skin color
based on color image and that of gray scale based on geometric features in a
Coarse-to-fine fashion. Firstly, the module of capturing the face region on the base of
skin color detection method in a large range of the camera and locating the candidate
face region in the optimum region helps to define the face location roughly, and
greatly reduces the searching scope and arithmetic labor of follow-up work. After that,
locate the face region accurately by the information of priori facial geometric features
within the scope of skin color detection, in order to achieve the purpose of face
detection. On the base of traditional skin color detection method, algorithms
including the image preprocessing, color balance, binary module, morphological
filtering,median filter and edge detection t