人脸检测是指从图像或者图像序列中找出单个或多个人脸的位置和大小的技术，是机器视觉的一个非常重要的研究方向；人脸特征提取是指把人脸图像高维的原始特征变换或映射成其低维特征的过程，是生物识别技术的研究热点。人脸检测及其特征提取在视频监控、人脸识别、表情分析系统的前期处理中有着广泛的应用。 本文以人脸卡通描绘系统为引导，重点研究了彩色图像中正面单人脸的检测与特征提取的问题，设计实现了系统的人脸检测及特征提取模块，通过对图像的分析提取特征，为系统建模提供了数据。本文的主要内容有： (1)利用肤色模型进行肤色分割的同时，还利用嘴唇的肤色模型和眼睛在人脸中的布局和颜色特征，作为对人脸存在的判断依据，取得较好的人脸检测的效果。 (2)系统需要对人脸图像进行卡通形式的描绘，要求提取的特征点准确度较高，因此在提取特征点之前，对人脸区域图像进行亮度调整和去噪处理，增强其局部特征信息，从而使特征提取达到较高的准确度。 (3)为描述特征点提取的准确度，尝试建立了量化的度量方式，针对特征点的重要程度不同分别设定了不同的权值，最终得到对提取效果的量化评价。而且在系统的描绘表情相似性评测中，得出了特征点提取的准确性对原图像与系统描绘表情相似的影响，从而确定了系统的特征点准确度标准。 实验的测试数据表明，系统的人脸检测正确率87％，提取特征点的准确度接近90％，对小于56万象素的彩色图像的处理时间为300ms左右，人脸检测和特征提取的准确性和整个模块的速度可以满足人脸卡通描绘系统的需求，并且具有一定的实用价值。