近年来,人脸识别技术取得了很大的进步,同时也存在着许多的问题,光照问题是影响其性能的主要因素之一。对人脸识别中光照问题的研究具有很高的理论意义和实用价值。本文从人脸光照不变特征提取和人脸光照预处理两个方面对人脸光照问题进行了研究,主要工作如下:(1)提出了基于边缘检测算子的人脸光照不变特征提取算法分别对边缘检测算子中的Sobel算子、Prewitt算子、Kirsch算子、Laplacian算子的应用进行了讨论。提出了两类人脸光照不变特征提取算法,分别为基于边缘检测算子与除法运算的人脸光照不变特征提取算法、基于对数变换与边缘检测算子的人脸光照不变特征提取算法。基于边缘检测算子与除法运算的人脸光照不变特征提取算法,基本思路是先利用边缘检测算子对人脸图像做锐化处理,然后与原图像对应像素相除,消除人脸光照的慢变化部分,从而提取人脸光照不变特征。基于对数变换与边缘检测算子的人脸光照不变特征提取算法,基本思路是先将人脸图像变换到对数域,然后利用边缘检测算子对图像锐化处理,在消除人脸光照分量的同时,提取人脸细节特征。在扩展Yale B人脸库和CMU PIE人脸库上的实验结果表明,提出的算法能够有效地消除人脸图像中的光照变化,并提高了人脸识别率。(2)提出了基于平滑滤波的人脸光照不变特征提取算法分别对均值滤波方法与高斯平滑滤波方法进行了讨论,提出了两类人脸光照不变特征提取算法,分别是基于平滑滤波与除法运算的人脸光照不变特征提取算法、基于对数变换与平滑滤波的人脸光照不变特征提取算法。基于平滑滤波与除法运算的人脸光照不变特征提取算法,基本思路是先将人脸图像经过平滑滤波进行平滑处理,然后再与原图像对应像素相除,人脸光照的慢变化部分被消除,得到了需要提取的人脸光照不变特征。基于对数变换与平滑滤波的人脸光照不变特征提取算法,基本思路是先将人脸图像变换到对数域,利用平滑滤波对人脸图像进行处理,再用对数变换后的原图像减去平滑处理后的图像,从而在消除光照分量的同时,提取人脸光照不变特征。在扩展Yale B人脸库和CMU PIE人脸库中的实验表明,提出的算法能够有效地消除非均匀光照对人脸识别率的影响。(3)提出了基于图像变换的人脸光照预处理算法分别对离散余弦变换、小波变换等图像变换技术进行了讨论,使用图像变换技术与Wallis算法、梯度脸算法相结合的方法,提出了四种人脸光照预处理算法,分别是:基于离散余弦变换与Wallis算法的人脸光照预处理算法,基于离散余弦变换与梯度脸算法的人脸光照预处理算法,基于小波变换与梯度脸算法的人脸光照预处理算法,基于经验模式分解与梯度脸算法的人脸光照预处理算法。实验结果表明,提出的算法对人脸光照处理具有一定的鲁棒性,能有效提高复杂光照下的人脸识别率。