發(fā)布時間：2020-03-30 08:12

【摘要】：隨著人工智能的迅速發(fā)展,具有識別和處理功能的智能檢測系統(tǒng)得到越來越多的關(guān)注,人臉遮擋的異常行為檢測便是其中一項重要的研究課題。日常生活中,犯罪份子通常遮擋自己的面部特征實施犯罪來隱藏自己的身份,因此人臉遮擋的異常行為檢測能夠有效地輔助犯罪行為的預(yù)判。然而,現(xiàn)存的人臉遮擋的異常行為檢測主要存在以下不足:(1)現(xiàn)存方法大多采用多步檢測的人體異常行為檢測的方法,因此該類方法在多個遮擋目標(biāo)的復(fù)雜環(huán)境下表現(xiàn)出較差的魯棒性;(2)現(xiàn)存的基于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異常行為檢測算法存在運算復(fù)雜度高、模型參數(shù)多和實時性差的問題;(3)現(xiàn)存的基于深度學(xué)習(xí)的異常行為檢測方法只是停留在基于深度學(xué)習(xí)開源框架的桌面端演示,由于無法脫離開源的深度學(xué)習(xí)框架從而導(dǎo)致此類算法實用性差和移植性差。為了解決現(xiàn)存人臉遮擋異常行為檢測方法在多個遮擋目標(biāo)的復(fù)雜環(huán)境下表現(xiàn)出較差的魯棒性的問題,本文采用了開源目標(biāo)檢測框架SSD對人臉遮擋異常行為進(jìn)行檢測。該算法首先通過多目標(biāo)檢測框架對人體面部遮擋物(包括口罩、墨鏡等)進(jìn)行檢測,以此來達(dá)到提取人體面部特征的目的。然后利用所提取人體面部特征判斷人臉遮擋的異常行為的發(fā)生。實現(xiàn)表明,所提出的人臉遮擋異常行為檢測方法能夠很好地檢測復(fù)雜環(huán)境下的多人異常行為的發(fā)生,并在自錄數(shù)據(jù)集上達(dá)到較高的準(zhǔn)確度。為了解決現(xiàn)存人臉遮擋行為異常行為檢測方法存在的運算復(fù)雜度高、模型參數(shù)多和實時性差的問題。在不同算力和帶寬下對比分析VGG、MobileNet、GoogleNet等網(wǎng)絡(luò)模型,本文提出了一種基于輕量型SSD的人臉遮擋異常行為檢測方法。該算法摒棄了基于傳統(tǒng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)VGG的目標(biāo)檢測框架SSD,而使用了一種利用輕量型MobileNet網(wǎng)絡(luò)來提取特征。實驗表明,所使用的輕量型SSD在CPU中的檢測速度較基于VGG的SSD提高了8.5倍。為了解決現(xiàn)存人臉遮擋異常行為檢測方法實用性差和移植性差的問題,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種人臉遮擋異常行為檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)通過人臉遮擋判定模塊提高人臉遮擋檢測的準(zhǔn)確度至95%,并脫離Caffe框架,能夠在CPU中實時檢測人臉遮擋異常行為,具有較強(qiáng)的實用性和靈活性。
【圖文】：

圖 3.1 狗分類的 SVMR-CNN 通過回歸方法修正候選框的位置，對于每個類，訓(xùn)練一個線性去判斷這個框是否精確定位，提高了目標(biāo)檢測定位的準(zhǔn)確性。FAST R-CNN[50]的主要貢獻(xiàn)在于對 R-CNN進(jìn)行加速，有兩個關(guān)鍵的改（1）借鑒了金字塔池化（SPP）的思路，提出了簡化版的 ROI 池化層了候選框映射功能，使得網(wǎng)絡(luò)能夠反向傳播。（2）使用了多任務(wù) loss層，，開創(chuàng)性的將分類和邊框回歸進(jìn)行合并，不過程統(tǒng)一，也相應(yīng)提高了算法的精確度。ROI 池化層可以傳導(dǎo)訓(xùn)練中的參數(shù)，傳統(tǒng)的最大池化的映射公式如 3.0 ( )=0( )=1iii, jLLxi, jy 可以看出傳統(tǒng)的池化映射公式對應(yīng)的權(quán)值沒有得到更新，而 ROI 池化射公式表示如公式 3.2。

第 3章 基于 SSD的人臉遮擋異常行為檢測方法Faster R-CNN[51]1、RPN 提取候選框2、卷積網(wǎng)絡(luò)提取特征3、Softmax 分類4、多任務(wù)回歸層1、處理速度還需改進(jìn)2、提取候選框后再分類的計算量較大（2）基于深度神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測框架SSD 目標(biāo)檢測算法基于更深層次的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)了端對端的檢測和訓(xùn)練。我們對 SSD 的檢測速度和精度進(jìn)行實驗，檢測速度不僅與網(wǎng)絡(luò)模型效率、輸入圖片大小有關(guān)，還與實驗所用的計算平臺有關(guān)。實驗所用 GPU 顯卡為 Nvidia GTX 1060，在 Ubuntu 系統(tǒng)的 Caffe 框架中分別在使用 GPU 加速和不使用 GPU加速對 SSD的檢測速度進(jìn)行測試，測試的視頻為 SSD提供的 demo視頻，速度測試結(jié)果如圖 3.9、3.10。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TP18

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本文編號：2607286