光照鲁棒的人脸识别

传统的人脸识别方法对待识别人脸图像的质量要求较高,而且要求所采集的人脸图像的光照情况与人脸训练库的光照情况的差异不能太大,这就限制了人脸识别系统运行的环境条件,从而限制了人脸识别的应用。为了降低人脸识别对环境条件的要求,真服光照对人脸识别的影响。本文分析了人脸图像的幅频特性和相频特性,提出了频域光照归一化的人脸识别方法,使得对任何光照条件下采集的图像经过归一化后,光照情况与训练库中的图像完全相同,同时保留了人脸的可区分性。因为人脸之间差异的信息量一般较少,故本文运用最小非零特征向量作为人脸特征,通过实验仿真,与传统方法相比本文人脸识别方法对光照变化具有鲁棒性。     

采用双字典协作稀疏表示的光照及表情顽健人脸识别

提出一种采用小波变换(WT)及双字典协作稀疏表示分类(CSRC)的人脸识别方法-WT-CSRC.WT-CSRC首先利用PCA(主成分分析)将小波分解后的人脸高频细节子图融合成高频细节图像;然后用PCA分别对人脸低频图像和高频细节图像进行特征提取,构造低频和高频特征空间,并用训练样本在两种特征空间上的投影集构造低频字典和高频字典;最后将测试样本在两种字典上进行稀疏表示,并引入互相关系数以增强人脸识别的可靠性,实现了人脸的协作分类.实验结果表明,提出的方法提高了人脸识别率,对光照变化及表情变化具有较强的顽健性,并且具有较高的时间效率.     

基于离散余弦变换和稀疏表示的人脸识别

传统的基于稀疏表示的人脸识别方法是基于人脸的整体特征的,这类方法要求每位测试者的人脸图像要有足够多幅,而且特征维度高,计算复杂,针对这一问题,提出一种基于离散余弦变换和稀疏表示的人脸识别方法,对人脸图像进行分块采样,对采样样本使用离散余弦变换和稀疏分解,然后使用一种类似于词袋的方法得到整幅图像的特征向量,最后使用相似度比较的方法进行分类识别。实验表明,在此提出的方法比传统的基于稀疏表示的人脸识别方法在训练样本较少时效果更好。     

基于DCT和稀疏表示的人脸识别

文章叙述了离散余弦变换的原理以及稀疏表示用于人脸识别的原理,并提出了一种基于DCT(离散余弦变换)和稀疏表示的人脸识别算法。该算法对人脸图像采用离散余弦变换,并截取左上角部分,按列优先组成特征向量,然后用稀疏表示的方法来进行识别。在ORL人脸库上的验证表明本文所提出的识别方法,具有训练样本运算时间短、识别率高的优点。     

光照健壮人脸识别的低秩相对梯度直方图特征

为了进一步提升人脸梯度特征的光照健壮性,本文结合低秩分解能有效分离图像本质特征和噪声的特性,提出了一种光照健壮的低秩相对梯度直方图特征提取方法。首先,通过对人脸图像进行相对梯度运算获得了图像的相对梯度幅值图像和各像素的梯度方向信息。然后,为了去除相对梯度图像中由于非均匀光照而引入的光照边缘误差,利用低秩分解将相对梯度图像分解为低秩分量和稀疏噪声分量之和。最后,结合人脸图像的梯度方向信息对相对梯度图像的低秩分量进行离散化、滤波和局部二值模式编码形成了人脸的低秩相对梯度直方图特征。在经典的FE-RET子集以及具有代表性的YaleB和PIE光照子集上的实验显示：低秩相对梯度直方图特征的人脸识别性能显著优于相对梯度直方图特征、方向梯度幅值模式特征和图像低秩特征等方法的性能;在YaleB子集上,低秩相对梯度直方图特征的人脸识别精度比相对梯度直方图特征的人脸识别精度高至少4％。实验结果证明,低秩相对梯度直方图特征对光照变化,尤其是非均匀光照变化的人脸识别具有很强的健壮性。     

基于离散余弦变换和主成分分析的光照条件人脸识别

在光照变化条件下,人脸识别的正确率急剧下降,为了解决该难题,提出了一种离散余弦变换和主成分分析相融合的光照变化条件人脸识别方法.首先对人脸图像进行分块,并采用离散余弦变换对每一个子块提取DCT系数,然后采用主成分分析提取人脸特征,并采用深度学习算法建立人脸识别的分类器,最后采用ORL和Yale B人脸库进行仿真实验,测试其有效性和优越性.实验结果表明,相比其它光照人脸识别方法,本文方法提高了光照人脸图像的识别率,消除了光照变化的不利影响,具有较强的鲁棒性.     

基于二次多项式模型的人脸光照归一化

 根据人脸光照变化非线性的特性,本文提出用二次多项式模型来描述非正面光照条件下的人脸图像与正面光照条件下的人脸图像在对应象素点灰度之间的关系,进而提出一种人脸光照归一化方法.本方法的一个重要特点是独立于先验的物理模型而通过建立统计回归模型来学习不同光照图像之间的关系.此外,提出用基于PCA的方法对光照归一化后的人脸图像进行加权补偿,进一步改善图像的视觉效果.在Extended YaleB和CMU-PIE人脸库上的实验结果表明,新方法在改善人脸视觉效果同时能大大提高人脸识别准确率.     

融合半监督降维与稀疏表示的人脸识别方法

由于人脸图像数据的维数都较高,将稀疏表示分类用于人脸识别时计算量很大,为了提高人脸识别系统的效率,提出了一种融合半监督降维和稀疏表示的人脸识别方法。首先利用半监督降维算法对图像进行降维处理,在较低的维数空间快速取得较高的识别率,然后利用稀疏表示分类进行人脸识别,取得比传统的最近邻分类器更高的识别率,最后在ORL人脸库上进行实验验证。结果表明,利用该融合算法可快速有效地提高人脸图像的识别效果。     

小波变换和LBP对数域特征提取的人脸识别算法北大核心CSCD

为了改善复杂光照条件下人脸识别的性能,提出结合小波变换和LBP(Local Binary Pattern,LBP)提取复杂光照下人脸图像的对数域特征来进行人脸识别。本文首先将人脸图像由空域变换到对数域,再做两级离散小波分解,并利用高频分量重构原图,也即对人脸图像进行高通滤波,滤除低频光照成分,以达到复杂光照补偿的目的,最后利用分块LBP提取光照补偿后图像的局部纹理特征,并将这些特征应用于人脸识别。基于Yale-B和CMU-PIE人脸库上的实验结果显示本文算法对复杂光照具有较强鲁棒性,具备提取复杂光照条件下人脸图像有效特征的能力。     

面向人脸识别的复杂光照下图像细节增强算法

为了提高在光照过度、不足或不均等复杂光照条件下的人脸识别率,提出一种复杂光照条件的人脸图像细节强化算法。首先采用对数和非线性变换对人脸图像动态范围进行压缩;然后利用反锐化掩模滤波算法消除图像模糊,增强人脸图像细节信息;最后采用Adaboost算法建立人脸分类器,并采用Yale B人脸图像数据进行仿真测试。仿真结果表明,该算法解决了复杂光照条件对人脸图像的不利影响,并进一步提高了人脸识别率。     

Illumination robust face recognition using random projection and sparse representation

Under uneven illumination, the performances degrade significantly for some existing face recognition methods. It is a challenge for face recognition methods to work effectively under different illumination conditions. In this paper, an illumination robust face recognition method, based on random projection and sparse representation, is proposed. In the proposed method, face images are preliminary illumination normalized by gamma correction and difference of Gaussian filtering, and then several projection spaces are obtained by iterative random projection, followed by constructing an initial sample space using Fisher discrimination analysis. This scheme enriches the discrimination abilities of sample features and achieves the security and completeness for biometric template. Test samples are sparsely decomposed into each subspace, and based on statistical average residual, a modified sparse representation method is proposed to realize face recognition with higher stability and illumination robustness. Experimental results indicate that the proposed method provides competitive performance with acceptable computational efficiency. Specifically, for the five subsets of Yale B database, our approach achieves 99.74% average recognition rate, which performs higher accuracy than that of comparative methods.     

一种多算法融合的人脸识别方法研究

针对人脸识别技术易受光照、姿态、表情等影响 ,为了增强人脸识别算法的鲁棒性,提出首先采用 LBP算法提取人脸图像的局部纹理特征,使用PCA算法将高维的空间人脸图像投影到低维的 特征空间,使 用LDA算法利用人脸类别标签信息寻找最优的投影向量,实现了人脸图像维度进一步地压缩 ,最后使用SVM 分类器分类匹配得到识别结果。分别使用ORL和Yale人脸数据库验证了算法的有效性,实 验结果表明,文 中该方法具有良好的识别性能,与其它的识别算法相比,识别率有了较大的提高。     

镜像图与粗细层次结合的稀疏人脸识别方法研究

人脸在实际环境中,伴随着各种不可预知的情况,会呈现出复杂多变的特性.为了提高人脸识别率及更好的显示人脸特征,本文提出一种镜像图与粗细层次结合的稀疏识别新方法.该方法首先利用人脸的镜面性生成新的人脸图像,将原来的人脸训练样本和新生成的镜像图样本结合起来,使用粗细层次结合的分类方法来进行识别.新方法一方面增加了训练样本的数目,克服由于光照和姿态等外部因素带来的影响,另一方面选取合适的训练样本,丢掉不合适样本对于人脸识别所造成的不利影响.实验结果表明,新方法在人脸识别率上有了明显的提高.     

On the use of phase of the Fourier transform for face recognition under variations in illumination

In this paper, we propose a representation of the face image based on the phase of the 2-D Fourier transform of the image to overcome the adverse effect of illumination. The phase of the Fourier transform preserves the locations of the edges of a given face image. The main problem in the use of the phase spectrum is the need for unwrapping of the phase. The problem of unwrapping is avoided by considering two functions of the phase spectrum rather than the phase directly. Each of these functions gives partial evidence of the given face image. The effect of noise is reduced by using the first few eigenvectors of the eigenanalysis on the two phase functions separately. Experimental results on combining the evidences from the two phase functions show that the proposed method provides an alternative representation of the face images for dealing with the issue of illumination in face recognition.     

基于稀疏表示的人脸姿态估计研究

针对人脸光照、遮挡、身份、表情等因素变化的人脸姿态估计难题,结合稀疏表示分类(SRC)方法的优秀识别性能,对SRC理论进行了深入分析,并将其应用于人脸姿态分类.为了解决姿态估计中人脸光照、噪声和遮挡变化问题,将人脸姿态离散化为不同的子空间,每个子空间对应一个类别,据此,提出基于字典学习与稀疏约束的人脸姿态识别方法.通过在公开的XJTU和PIE人脸库上实验表明:所研究的方法对人脸光照、噪声和遮挡变化具有鲁棒性.     

Multi-pose 3D face recognition based on 2D sparse representation

The increasing availability of 3D facial data offers the potential to overcome the difficulties inherent with 2D face recognition, including the sensitivity to illumination conditions and head pose variations. In spite of their rapid development, many 3D face recognition algorithms in the literature still suffer from the intrinsic complexity in representing and processing 3D facial data. In this paper, we propose the intrinsic 3D facial sparse representation (I3DFSR) algorithm for multi-pose 3D face recognition. In this algorithm, each 3D facial surface is first mapped homeomorphically onto a 2D lattice, where the value at each site is the depth of the corresponding vertex on the 3D surface. Each 2D lattice is then interpolated and converted into a 2D facial attribute image. Next, the sparse representation is applied to those attribute images. Finally, the identity of each query face can be obtained by using the corresponding sparse coefficients. The innovation of our approach lies in the strategy of converting irregular 3D facial surfaces into regular 2D attribute images such that 3D face recognition problem can be solved by using the sparse representation of those attribute images. We compare the proposed algorithm to three widely used 3D face recognition algorithms in the GavabDB database, to six state-of-the-art algorithms in the FRGC2.0 database, and to three baseline algorithms in the NPU3D database. Our results show that the proposed I3DFSR algorithm can substantially improve the accuracy and efficiency of multi-pose 3D face recognition.     

Gabor字典及l0范数快速稀疏表示的人脸识别算法

针对光照、遮挡、伪装情况下,识别率比较低,识别时间长的问题,本文提出了基于Gabor字典及l0范数快速稀疏表示的人脸识别算法。Gabor小波提取的特征能够克服遮挡、光照等干扰对人脸识别的影响,平滑l0算法通过平滑连续函数来近似 l0范数,只需较少测量值并且较快速度便能重构稀疏信号。本算法通过提取人脸的Gabor特征、主成分分析法（PCA）降低维度,l0范数快速稀疏分类完成识别。在伪装人脸情况下,分块计算Gabor人脸特征,提高Gabor字典的形成速度。基于AR人脸数据库的实验结果表明,本算法可在一定程度上提高识别速度和识别时间,即使在小样本情况下,依然具有较高的识别率。      

基于Log-WT的人脸图像超分辨率重建

目前已有的基于学习的人脸超分辨率图像重建算法大都对亮度变化特别是阴影非常敏感,针对这一缺点,该文提出了一种不随光照变化的图像表示方法对数-小波变换(Log-WT),并在此基础上构造了一种新的人脸超分辨率图像重建算法。该方法首先利用Log-WT变换提取低分辨率图像与光照无关的内在特性,然后借助流形学习的思想建模高分辨率图像和低分辨率图像之间的关系,并对其加入人脸图像的专用先验约束,从而同时实现了超分辨率重建和图像增强。仿真结果表明该算法有效克服了传统方法受光照因素影响的缺点,在提高图像分辨率的同时克服了光照因素的影响,特别是对阴影效应的消除具有明显效果,将该方法应用于人脸识别,有效提高了识别率。