摘 要

基于人类特征的识别身份的身份认证方法和系统的研究一直是21世纪以来计算机图形学和模式识别领域研究的热点，而其中最热门的当属人脸识别，一是由于人脸的稳定与可见性，二是因为人脸的直观与唯一性，而现在人脸识别在各个领域都有着广泛的运用和前景。

人脸认证技术在经过了几十年的研究之后，现阶段的相关算法其实已经比较完备，虽然相关技术一直在更新，但是主要的模块已经确定。本系统采用的人脸认证核心算法是局部二值模式，该算法在进行特征提取的时候有旋转不变性和灰度不变性的优点。

本文由于想到了现在移动设备的充分发展，设计与实现了一套基于OpenCV的人脸认证系统原型，语言选择的是Objective-C，开发环境是苹果公司的X-code。本文内容主要包括：

（1）构建基于OpenCV的视频人脸识别框架。

（2）设计基于OpenCV的视频人脸快速检测。

（3）设计基于LBP算法的人脸识别方法。这种算法拥有自主更新的功能，这种功能的好处就是在新添加或纠错的时候都不需要重新的进行训练

（4）设计基于OpenCV的人脸识别与认证

本系统最终成功的运行，并且在进行人脸认证的过程中完美的对人脸进行了识别认证。

关键词：OpenCV，人脸认证，Objective-C，LBP

Abstract

Identity authentication method based on the identification of human traits and systematic study,has been since the 21st century hotspot in research of computer graphics, pattern recognition. The most popular is the "face recognition, it is due to the face stability and visibility, because human face intuitive and uniqueness, and now face recognition is widely used in every field and prospect.

Face authentication technology after decades of research, at present the related algorithm is already relatively complete, although related technologies have been updated, but the main modules have been confirmed. This system adopts the face authentication core algorithm is the local binary pattern, when the algorithm for feature extraction has the advantages of rotation invariance and gray scale invariance.

In this paper, by the thought that the present mobile devices, the full development of the design and implementation of a set of face authentication system based on opencv prototypes, development of language is the Objective - C, development environment is based on the iOS X-code. This paper content mainly includes:

（1）Video based on OpenCV face recognition framework.

（2） design video face detection based on OpenCV.

1.  the design of face recognition based on Lbp algorithm method. Because it will be automatically updated according to the user's input, and do not need to add a person in each or correcting an error of judgment will be conducting a thorough training again.
2. design based on OpenCV face authentication

This system eventually run of success, and in the process of human faces certification of face of perfect identification authentication

Key Words：OpenCV，Face authentication,Objective-C,LBP

目 录

第1章 绪论 1

1.1 人脸认证的背景 1

1.2 人脸认证技术的研究意义 1

1.3 人脸认证的国内外研究现状 2

1.4 本章小结 3

第2章 系统相关技术 4

2.1 OpenCV 4

2.1.1 OpenCV概述 4

2.1.2 OpenCV主要模块介绍 4

2.2 Objective-C概述 5

2.2.1 Objective-C特点 5

2.2.2 Objective-C发展 5

2.3 iOS开发工具 5

2.4 本章小结 6

第3章 需求分析 7

3.1 可行性分析 7

3.1.1 技术可行性 7

3.1.2 操作可行性 8

3.2 需求分析 8

3.2.1 系统的功能需求分析 8

3.2.2 开发环境需求分析 9

3.3 本章总结 9

第4章 系统设计与实现 10

4.1 系统概要设计 10

4.1.1 系统的总体结构设计图 10

4.1.2 系统各模块功能概述与设计 10

4.2 系统详细设计与实现 12

4.2.1 人脸检测 12

4.2.2 人脸识别 13

4.3 软件测试 17

4.3.1 测试目的 17

4.3.2 测试内容 17

4.3.3 测试结果 18

4.3.4 结果分析 18

4.4 本章总结 18

第5章 总结与展望 19

5.1 总结 19

5.2 展望 19

参考文献 20

致谢 22

第1章 绪论

1.1 人脸认证的背景

随着人类进入到日新月异的21世纪以来，信息通讯技术飞速发展，目前信息技术已经融入到了人类生活的方方面面，例如支付宝、微信等。这些技术为人们带来了巨大的方便，与此同时也带来了一些安全问题。现阶段在网络交易的时候，人们一般还主要是通过一些简单的密码来保护自己的网络财产，但是这些保护措施对于一些技术人员形同虚设，所以现在才会有这么多的财产被盗事件的发生。为了更好的保护人们的财产和隐私，因此生物特征认证技术就应运而生，这种方法对比简单的密码来说安全性提高了不止一个档次^[1]。生物特征认证技术主要是运用计算机视觉、图形图像处理、模式识别等技术来提取和描述。人类的生理特征和行为特征，以达到身份认证的目的。这些特征主要有voice、handwriting、虹膜、指纹、DNA、人脸特征等。虽然现在整容技术高度发达，而且人脸识别比较起来虹膜或指纹等识别准确率相对低，但是它的识别方式更加直观，更加自然，这也是为什么现在人脸识别是最主流的生物特征识别方式。人脸认证的优势主要有：

（1）无需接触 获取人脸信息的时候不会接触到用户。