高效人脸识别算法：基于深度神经网络的设计与实现.docx

高效人脸识别算法：基于深度神经网络的设计与实现

目录

一、内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1人脸识别技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2深度神经网络在人脸识别中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、预备知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1深度神经网络基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1.1神经网络基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.2深度神经网络结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.3激活函数与损失函数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2人脸识别相关技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.1特征提取方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2.2人脸检测与对齐技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

三、高效人脸识别算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1算法总体架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1.1数据预处理流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.1.2特征提取网络设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.1.3识别与匹配策略设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.2关键技术与难点解决策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.2.1深度学习模型优化技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2.2高效计算与加速方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.2.3泛化能力提升策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

四、基于深度神经网络的实现细节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.1数据集准备与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.1.1数据集选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.1.2数据增强技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.1.3数据预处理流程实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2模型构建与训练．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.2.1特征提取网络构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.2.2模型训练策略与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2.3超参数调整与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3人脸识别流程实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.3.1人脸检测与定位实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.3.2特征提取与匹配实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.3.3识别结果输出与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

五、实验与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.1实验环境与数据集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.1.1实验环境介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.1.2数据集介绍及划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

5.2实验方法与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．