Development of algorithms for digital real time image processing on a DSP Processor

Rozpoznávanie tvárí je komplexný proces, ktorého hlavným ciežom je rozpoznanie žudskej tváre v obrázku alebo vo video sekvencii. Najčastejšími aplikáciami sú sledovacie a identifikačné systémy. Taktiež je rozpoznávanie tvárí dôležité vo výskume počítačového videnia a umelej inteligencií. Systémy rozpoznávania tvárí sú často založené na analýze obrazu alebo na neurónových sieťach. Táto práca sa zaoberá implementáciou algoritmu založeného na takzvaných „Eigenfaces“ tvárach. „Eigenfaces“ tváre sú výsledkom Analýzy hlavných komponent (Principal Component Analysis - PCA), ktorá extrahuje najdôležitejšie tvárové črty z originálneho obrázku. Táto metóda je založená na riešení lineárnej maticovej rovnice, kde zo známej kovariančnej matice sa počítajú takzvané „eigenvalues“ a „eigenvectors“, v preklade vlastné hodnoty a vlastné vektory. Tvár, ktorá má byť rozpoznaná, sa premietne do takzvaného „eigenspace“ (priestor vlastných hodnôt). Vlastné rozpoznanie je na základe porovnania takýchto tvárí s existujúcou databázou tvárí, ktorá je premietnutá do rovnakého „eigenspace“. Pred procesom rozpoznávania tvárí, musí byť tvár lokalizovaná v obrázku a upravená (normalizácia, kompenzácia svetelných podmienok a odstránenie šumu). Existuje mnoho algoritmov na lokalizáciu tváre, ale v tejto práci je použitý algoritmus lokalizácie tváre na základe farby žudskej pokožky, ktorý je rýchly a postačujúci pre túto aplikáciu. Algoritmy rozpoznávania tváre a lokalizácie tváre sú implementované do DSP procesoru Blackfin ADSP-BF561 od Analog Devices