هدف از این پروژه ایجاد یک سیستم تشخیص چهره است . از آن جایی که چهره ها در اساس نوعی الگو به حساب می آیند بنابراین در این پروژه ابتدا به مفاهیم مقدماتی تشخیص الگو پرداخته میشود که پایه و اساس سیستم های تشخیص چهره است . سپس چند الگوریتم مهم در این زمینه را مورد برسی قرار میدهیم که به ترتیب عبارتند از تشخیص چهره با استفاده از چهره ویژه ها ، تشخیص چهره با استفاده از مدل HMM و تشخیص چهره با استفاده ازماشین های بردار پشتیبان و در نهایت شبکه های عصبی . در ادامه پروژه با استفاده از الگوریتم شبکه های عصبی که یکی از پر کاربردترین الگوریتم ها در ضمینه تشخیص الگو است یک سیستم تشخیص چهره را پیاده سازی شده . برای علت انتخاب زبان برنامه نویسی Matlab برای پیاده سازی امکانات بسیار زیادی است که این زبان برای پردازش تصاویر در اختیار ما قرار میدهد . درست است که برای انجام این پروژه از الگوریتم های شبکه های عصبی استفاده شده و نتایج خوبی هم بدست آمده اما در کل هیچ کدام از این الگوریتم ها نمیتوانند %100 درست عمل کنند و دقیق باشند . شاید تنها در صورتی بتوان به یک جواب مطمئن رسید که از ترکیب چندین الگوریتم به طور همزمان استفاده کنیم .
شاید سیستم های تشخیص چهره هنوز در ایران جدید و تا حدی در میان کارشناسان کامپیوتر ناشناخته باشد اما به سرعت در حال پیشرفت است به گونه ای که بسیاری از کشورها از هم اکنون از این سیستم ها به طور کاربردی استفاده میکنند. شاید بتوان مهمترین کاربرد این سیستم ها را موارد امنیتی دانست . همانگونه که مشخص است انسان برای تشخیص اجسام از حس بینایی خود استفاده میکند بنابراین تمرکز بر روی بینایی کاپیوتری خواهد بود . اینکه چگونه یک کاپیوتر میتواند اجسام را تشخیص و از هم تفکیک کند به الگوریتم های تشخیص الگو مرتبط است که در فصل اول سعی شده تا به آن پرداخته شود . اما چهره ها با اینکه خود نوعی الگو به حساب می آیند دارای ویژگی ها خاصی هستند که تشخیص آنها را مشکل خواهد کرد . بنابراین فصل ها بعدی به روش هایی میپردازند که میتوان از طریق آنها چهره را تشخیص داد و از هم تفکیک کرد که اولین پیشنهاد تشکیل یک بردار ویژه است که شامل ویژگیهای تصویر ما باشد که در فصل دوم به طور کامل سعی شده تا مورد برسی قرار بگیرد . اما یکی دیگر ازالگوریتم هایی که برای تشخیص چهره استفاده خواهیم کرد HMM خواهد بود . این الگوریتم یکی ازمعروف ترین الگوریتم هایی است که در زمینه تشخیص الگو مورد استفاده قرار میگرد از کاربرد های آن میتوان به تشخیص نوشته ( OCR ) و یا تشخیص صدا و تشخیص چهره را میتوان اشاره کرد که در فصل سوم سعی شده تا به طور کامل مورد برسی قرار گیرد . دخالت علم ریاضی در تشخیص چهره به طور باورنکردنی وجود دارد شاید برای اینکه بتوان این دخالت به طور کامل لمس کرد کافی باشد که الگوریتم تشخیص چهره با استفاده از ماشین های بردار پشتیبان را مورد برسی قرار داد . که برای هر کاربردی از دسته بندی مورد استفاده قرار میگیرد . که در فصل چهارم به طور مختصری مورد برسی قرار میدهیم . اما برای جدای از علم ریاضی شاید اگر علوم دیگری هم درتشخیص چهره مورد استفاده قرار میگیرند . دنیای هوش مصنوعی بوسیله شبکه های عصبی به اوج خود رسید شبکه های عصبی که در واقع بر گرفته از سیستم عصبی انسان هستند . شاید بتوان گفت یکی از پر کابرد ترین الگوریتم ها در زمینه هوش مصنوعی همین شبکه های عصبی هستند که ما در فصل پنجم به با آن آشنا خواهیم شد ودر فصل ششم سعی خواهیم کرد که یک سیستم تشخیص چهره را با استفاده از آنها پیاده سازی کنیم .
فهرست مندرجات:
فصل اول : تشخیص الگو و تشخیص چهره
1-1- مفاهیم اصلی تشخیص الگو و تشخیص چهره ...............................................................11
1-2- نگاه کلی ..........................................................................................................................11
1-3- الگو ها و کلاس های الگو ...............................................................................................12
1-4- مسائل اساسی در طراحی سیستم تشخیص الگو .........................................................13
1-5- یادگیری و تمرین دادن ..................................................................................................14
1-5-1- تشخیص الگوی نظارت شده ..................................................................................... 15
1-5-2- تشخیص الگوی بدون نظارت ....................................................................................15 1-6- کلیات یک سیستم تشخیص الگو .................................................................................15
1-7- تشخیص چهره .............................................................................................................. 16
1-8- کلیات یک سیستم تشخیص چهره عام ...................................................................... 16
فصل دوم : تشخیص چهره با استفاده از چهره ویژه ها
2-1- کلیات سیستم تشخیص جهره ..................................................................................... 22
2-2- محاسبه چهره ویژه ها ................................................................................................. 23
فصل سوم : تشخیص جهره با استفاده از HMM
3-1- مدل مارکوف مخفی ..................................................................................................... 28
3-2- معرفی HMM ها ....................................................................................................... 28
3-3- تعریف HMM یک بعدی .......................................................................................... 28
3-3-1- تمرین دادن مدل و تشخیص .................................................................................. 29
3-4- HMM ها در بینایی ...................................................................................................32
3-5- تشریح یک معماری .................................................................................................... 33
3-6- رویه های تمرین و تست ............................................................................................. 34
3-7- توپولوژی HMM ....................................................................................................... 36
3-7-1- ERGODIC HMM .......................................................................................... 37
3-7-2- HMM های بالا – پایین ...................................................................................... 38
فصل چهارم : تشخیص با استفاده از ماشین های بردار پشتیبان
4-1- ماشین های بردار پشتیبان ........................................................................................... 41
4-2- تشخیص چندکلاسی ................................................................................................... 43
فصل پنجم : تشخیص چهره با استفاده از شبکه های عصبی
5- شبکه های عصبی ............................................................................................................. 46
5-1- مدل نرون ...................................................................................................................... 46
5-2- توابع انتقال .................................................................................................................. 47
5-3- نرونی با ورودی برداری ............................................................................................... 48
5-4- معماری شبکه ها .......................................................................................................... 49
5-4-1- یک لایه از نرون ها .................................................................................................. 50
5-4-2- چندین لایه از نرون ها ............................................................................................ 51
5-5- یادگیری شبکه های عصبی ........................................................................................ 52
5-6- دسته بندی با استفاده از شبکه های عصبی .............................................................. 54
فصل ششم : پیاده سازی
6-1- ماژول ایجاد شبکه عصبی ............................................................................................ 56
6-2- ماژول تمرین دادن شبکه عصبی ................................................................................ 59
6-3- ماژول فیلتر گیبور ........................................................................................................ 60
6-4- ماژول ایجاد فیلتر های گیبور ...................................................................................... 61
6-5- ماژول استخراج ویژگی ها ........................................................................................... 62
6-6- ماژول دریافت عکس های ورودی ............................................................................... 64
6-7- ماژول رسم مستطیل ................................................................................................... 66
6-8– ماژول تشخیص جهره .................................................................................................. 66
6-9- ماژول اصلی برنامه ....................................................................................................... 72
واژه نامه .................................................................................................................................. 74
فهرست منابع ......................................................................................................................... 75
شامل 63 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه طراحی سیستم تشخیص الگو و تشخیص چهره
