嵌入式Linux背景下人脸识别系统探究

摘 要：随着高科技的发展，人脸识别技术取得了很大进步，在安保刑侦、社交网络、访客登记、电子商务等领域有着广泛应用。Linux系统操作灵活，效率很高，且成本低，经常用于各种硬件设备中。嵌入式Linux是在嵌入式系统的基础上，Linux内核经不断更新优化而最终形成的，在人脸识别系统中引进嵌入式Linux技术，不但携带方便，而且能够实现高效的实时辨别。

【关键词】嵌入式Linux 人脸识别系统

1 人脸识别技术

当前社会，高科技在推动社会进步的同时，也带来了一些负面影响，如高科技犯罪、网络盗窃等，严重威胁到人们的个人隐私安全。传统的加密等做法已不能再完全满足人们的安全要求，需要运用更先进的技术，如生物特征识别技术，以人脸、指纹、DNA等人体具有唯一性的生理特征为标准，借助图像处理以及模式识别等方法对其身份进行鉴定。其中，人脸较为稳定，不可假冒复制，可作为最好的标准，因此，人脸识别技术开始兴起，在科技的推动下日趋成熟。

人脸识别技术主要有以下几种：1.以几何特征为基础的识别技术，该方法比较简单，只需用到人脸器官的形状特征和几何特征，计算原理也比较简单，然而由于受环境因素影响较大，人脸图像信息保留不足，实际效果并不是很理想；2.以统计特征为基础的识别技术，即借助某种映射方法将原图像空间中的像素点映射到另一个投影空间；3.以局部模式为基础的识别技术，从局部细节入手，如轮廓、灰度、纹理等在表情和光照的影响下能保证较好的鲁棒性。

2 嵌入式Linux系统

嵌入式系统是建立在计算机基础上的一种监控装置，由嵌入式微处理器和等硬件，以及相应的应用程序和操作系统组成，因内核较小，多用于小型电子设备，系统偏于精简，系统软件和应用软件区分不明显，而且该系统具有良好的实时性和极强的专用性，当任务不同时，系统需要进行大的修改。

嵌入式Linux系统主要由以下几个部分组成：1.引导程序（Bootloader），主要用于各硬件设备的初始化以及内存空间映射图的建立工作中，保证软硬件处于最佳状态，为操作系统的稳定运行提供有利条件；2.Linux内核，是整个操作系统中占据着核心地位，以服务用户程序为目的，对系统资源进行合理分配，同时将系统设备的管理发送至外部；3.文件系统。根文件系统的作用十分重要，是应用程序、重要库文件以及各种工具的储存之地；4.设备驱动程序，依据相应的驱动程序对摄像头和触摸屏等设备加以有效控制；⑤应用程序，主要用于实现系统预期可达到的应用功能。

3 嵌入式Linux人脸识别系统设计

3.1硬件结构

按照各自不同的功能，可将该系统分为5个模块，图1 是其结构图。

（1）人脸图像采集。借助相机、摄像头或扫描仪等设备对人脸进行拍摄，然后将所得的图片经过格式转换，在LCD屏上清晰显示，为给接下来的检测识别工作提供方便，尽量将图片转为Image格式。

（2）图像预处理。为使检测识别工作更可靠，图像的尺度和标准尽量保持一致，以提高图像的质量。将彩色图像转为灰度图像，并消减图像噪声，将最终的灰度图像直方图均衡化。

（3）人脸检测模块。对预处理过的图像进行搜索，寻找人脸区域，如果发现人脸的存在，则分类器返回为1，如没有发现，则返回为0 。移动图像中的搜索窗口，对每一个位置都进行检测，以便能够获得整个图像。因检测目标的尺寸大小是未知的，尽量使用多个不同比例的窗口多次扫描图像。

（4）人脸识别训练模块。训练者对所获得的人脸图像进行判断分析，是否能够纳入训练集。一旦训练集内的图片达到饱和，借助主成分分析法进行处理训练可得到相应的图像，点击训练按钮后便可生成相应的XML文件。

（5）人脸识别模块。检测到人脸图像后，提取所需的人脸特征，然后读取上一步训练后所得到的XML文件，通常会采取CA方法将人脸和数据库内的固有人脸进行比对，将提取的特征和已有的人脸数据库进行比对，若存在比对的图像，且可信度超过了阈值，相对应的人名会在屏幕上显示。

3.2软件结构

为使所采集的人脸数据更加规范，应尽量使用身份证照片，而且要露出眉毛。扫描仪的分辨率影响着图像的准确度，经常选择600dpi分辨率对1寸的照片进行扫描，形成BMP图像，为节约储存空间，应对图像进行压缩。在选择系统支持软件时，尽量使用人脸图像尺寸归一化以及设备属性归一化的软件，而且需要人员信息库的数据导出软件，以及批量入库软件。

4 结束语

在当前信息化时代，各种高科技不断发展，人的隐私安全受到极大威胁，人脸识别技术在此背景下产生并迅速流传，在诸多领域都有广泛应用。本文介绍了一种嵌入式Linux的人脸识别系统，使得该技术更加方便，但在算法以及系统设计等方面还需进一步完善，才能获得更好的发展。

参考文献

[1]刘文峰，李程远，李善平.嵌入式Linux操作系统的研究[J].浙江大学学报，2004（04）.

[2]耿艳萍.浅谈人脸识别技术及其应用[J].科学之友，2011（04）.

[3]刘爽.嵌入式人脸识别系统的设计与实现[J].微电子学与计算机，2012（03）.

作者单位

1.湖南科技学院 湖南省永州市 425100

2.邵阳学院 湖南省邵阳市 422000