一种结合Gabor小波与深度学习的人脸识别方法

针对人脸识别中识别效果易受光照、姿态等因素影响和浅层学习方法不能有效提取人脸图像抽象特征的问题,提出一种结合Gabor小波与深度学习的人脸识别方法。该方法首先利用Gabor小波变换获取不同尺度和方向的人脸Gabor特征,通过下采样和受限玻尔兹曼机（RBM）对Gabor特征进行有效降维;其次将降维后的特征作为深度信念网络（DBN）的输入,并使用对比散度算法训练DBN;最后利用标签数据对DBN进行有监督微调,网络顶层附加Softmax分类器对提取后的特征进行分类。所提方法在ORL、UMIST和Yale-B人脸库上的识别率分别达到了98.72%、96.51%和96.13%,实验结果表明所提方法不仅识别效果明显优于其他现有方法,而且对光照、姿态变化具有很好的鲁棒性。     

基于TPLBP/HOG特征与DBN深度模型的人脸识别研究

针对传统人脸识别方法所提取的人脸信息特征较为单一,且分类算法存在局限性的问题,在多特征信息融合的基础上结合深度信念网络(DBN)对人脸进行深度训练并进行识别。首先采取对比度受限自适应均衡化对人脸图像进行预处理,从而削弱光照对人脸识别的影响;然后,将提取到的人脸图像的TPLBP纹理特征和HOG结构特征进行特征融合,得到信息互补的融合特征;最后,将降维后的融合特征作为DBN的输入,通过对DBN深度模型的参数的动态搜索确定最佳值后,基于训练好的深度信念网络实现人脸图像样本的识别。以ORL、AR和Yale-B人脸数据库为基础进行试验,试验结果表明本文方法相较于传统的SVM、KNN和DBN算法准确率有很大提高,鲁棒性强。     

基于Gabor小波与深度信念网络的人脸识别方法

特征提取与模式分类是人脸识别的两个关键问题。针对人脸识别中的高维和小样本问题,从人脸特征的提取与降维算法入手,提出基于受限玻尔兹曼机(RBM)的二次特征提取及降维算法模型。首先把图像均匀分成若干局部图像块并进行量化,再对图像进行Gabor小波变换,通过RBM对得到的Gabor人脸特征进行编码,学习数据更本质的特征,从而达到对高维人脸特征降维的目的;并以此为基础提出基于深度信念网络(DBN)的多通道人脸识别算法。在ORL、UMIST和FERET人脸库上对不同样本规模和不同分辨率的图像进行实验,识别结果表明,与采用线性降维和浅层网络的方法相比,所提方法取得了较好的学习效率和很好的识别效果。     

基于Gabor滤波器的快速人脸识别算法

针对传统人脸识别方法中所提取特征维数高、计算量大等缺点,提出一种新的正面人脸识别算法。新算法融合了半边人脸识别方法、Gabor滤波器、基于互信息判据的Gabor特征筛选来进行人脸识别。新算法将人脸图像分为左右两个部分,计算并比较人脸图像左右半边脸的熵,选取熵值较大的半边人脸图像进行Gabor特征提取。利用二值分类器判别单个Gabor特征的分类能力,选取分类能力较强的特征（最具判决力的特征）。再利用互信息判据对Gabor特征进行第二次筛选,以减小特征之间的冗余度。最后利用最近邻判别器来进行人脸识别。实验结果表明,新算法的识别率优于传统半边脸识别方法,识别速度也优于传统的利用Gabor滤波器进行特征提取的方法。     

基于子模式的Gabor特征融合的单样本人脸识别

针对传统人脸识别方法在单训练样本条件下效果不佳的缺点,提出基于子模式的Gabor特征融合方法并用于单样本人脸识别。首先采用Gabor变换抽取人脸局部信息,为有效利用面部器官的空间位置信息,将Gabor人脸图像分块构成子模式,采用最小距离分类器对各子模式分类。最后对各子模式分类结果做决策级融合得出分类结果。根据子模式构成原则和决策级融合策略不同,提出两种子模式Gabor特征融合方法。利用ORL人脸库和CAS-PEAL-R1人脸库进行实验和比较分析,实验结果表明文中方法有效提高单样本人脸识别的正确率,改善单样本人脸识别系统的性能。     

基于局部二值模式和深度学习的人脸识别

针对人脸识别中深度学习直接提取人脸特征时忽略了其局部结构特征的问题,提出一种将分块局部二值模式(LBP)与深度学习相结合的人脸识别方法.首先,将人脸图像分块,利用均匀LBP算子分别提取图像各局部的LBP直方图特征,再按照顺序连接在一起形成整个人脸的LBP纹理特征; 其次,将得到的LBP特征作为深度信念网络(DBN)的输入,逐层训练网络,并在顶层形成分类面; 最后,用训练好的深度信念网络对人脸样本进行识别.在ORL、YALE和FERET人脸库上的实验结果表明,所提算法与采用支持向量机(SVM)的方法相比,在小样本的人脸识别中有很好的识别效果.     

基于深度学习与二维离散小波分解特征相融合的adaboost人脸识别模型

为了提高人脸识别的效率,本文提出了一种将小波分析、深度学习和adaboost分类器相结合的人脸识别方法。传统的基于小波变换的人脸识别算法仅仅提取了小波分解的低频分量用于分类图像的特征,为了更有效地提取人脸图像特征,提出了一种将传统特征和深度特征相融合的人脸识别算法。首先,通过二维离散小波变换函数对人脸图像进行二维离散小波变换,提取出人脸图像的低频部分作为特征值,接着通过深度残差网络提取人脸深度特征,最后将融合后的特征应用adaboost分类器进行分类识别。通过在ORL人脸库实验证明,融合后的方法能有效地提高分类识别率。     

基于Gabor小波和局部线性嵌入的人脸识别

提出了一种新的人脸识别算法。该算法采用Gabor小波和一种新颖的方式来提取人脸特征,利用局部线性嵌入（Locally Linear Embedding,LLE）算法来实现数据的非线性降维处理,最后训练基于欧式距离的最近邻分类器进行分类判决。在ORL人脸库中与PCA方法、Gabor小波+PCA方法和直接的LLE算法进行了实验比较,实验结果表明,提出的Gabor小波+LLE的方法具有更优的性能。     

基于Gabor特征与投影字典对学习的人脸识别算法

为了提高人脸的识别率及其识别速度,提出了一种基于Gabor特征与投影字典对学习的人脸识别算法。由于Gabor特征对表情、光照和角度等变化具有较强的鲁棒性,首先提取人脸图像多方向多尺度的Gabor局部特征,并将经主成分分析降维后的增广Gabor特征作为训练数据,代替原始的训练样本。然后,根据训练数据同时学习综合字典与分析字典,综合字典具有重构能力,分析字典可以快速求出系数矩阵。最后,根据各类别的重构误差进行分类,以达到人脸识别的目的。在扩展的YaleB、ORL和AR人脸数据库上的实验结果表明,提出的算法不仅具有较高的识别率,而且能够有效地提高识别速度。     

融合Gabor和Gist特征的人脸识别

为了进一步增强人脸识别系统的实用性,提高人脸识别率,提出了一种新的融合Gabor小波特征和Gist特征的人脸特征提取方法。对一幅人脸图像提取其多个尺度和方向的Gabor特征图,再对这些Gabor特征图进行处理,分别提取其Gist特征,接着再把所有Gabor特征图的Gist特征级联起来作为一人脸图像的特征向量,经过PCA方法降维处理,最后输入到支持向量机里面训练识别。通过在ORL和FERET人脸库中进行实验检测,结果表明与传统的PCA-SVM方法和Gabor特征提取方法相比,给出的方法可以大幅度提高人脸识别率。     

改进型Gabor自商图算法及其在人脸识别中的应用

光照变化是影响人脸识别系统性能的关键问题之一,针对该问题提出了一种改进的基于Gabor特征的自商图算法。对人脸图像采用改进的加权Gabor滤波器进行平滑的Gabor特征提取,使用自商图像的方法求取图像的光照不变特征;对得到的自商图像用直方图截断等方法进行归一化;在Extended Yale B与CMU PIE人脸库上通过基于皮尔逊相关系数的最近邻方法进行实验。实验结果表明,与传统算法相比,该算法可以大幅度提高人脸识别率。     

基于Gabor系数分块统计和自适应特征选择的人脸描述与识别

提出一种新的人脸描述及识别方法,首先对归一化后的人脸图像进行多方向多尺度Gabor变换;然后对人脸区域进行分块,以块为单位统计Gabor系数的均值和方差,求得块特征矢量(block feature vector,BFV),按先行后列的顺序将各块的BFV拼接,构成整幅人脸图像特征矢量(face feature vector,FFV).在分类器设计阶段,引入两两比对和投票机制,用多个两类分类器组合成多类分类器.在训练某个具体的两类分类器时,根据隶属训练样本计算FFV中每项的分辨力,以分辨力大小为依据选出最优特征子集(best subset feature vector,BSFV).基于Yale人脸数据集展开实验,与已发表的算法和结果进行对比,证明了该方法的有效性.     

视频中适应光照可变情况下的人脸识别方法

提出一种结合使用自适应直方图均衡(AHE)、Gabor滤波器及局部三值模式(LTP)描述器进行视频中上下左右和正面光照条件下识别人脸的方法。首先,使用AHE对来自YaleB与CMU-PIE数据库的人脸图片进行降噪处理。然后用Gabor滤波器进行卷积,提取出相应的Gabor特征图,针对每一个Gabor特征图利用LTP描述器提取出局部邻域关系模式。最后由这些模式的区域直方图形成的序列来描述人脸。YaleB人脸库以及CMUPIE人脸库验证该方法的有效性。     

改进的HOG和Gabor,LBP性能比较

为了实现复杂环境下的人脸特征有效表达,提出一种改进的梯度方向直方图(HOG)人脸识别方法.首先以人脸图像网格作为采样窗口并在其上提取HOG特征;然后将所有网格HOG特征向量进行组合,实现整个人脸特征表达;最后采用最近邻分类器进行识别.另外,比较了该方法与Gabor小波和局部二值模式(LBP)2种著名的人脸局部特征表示方法的优劣.实验结果表明,在调优的HOG参数下,在具有光照和时间环境等复杂变化的FERET人脸库中,较少维数的HOG特征比LBP特征有更好的表现,而且HOG特征提取时间和特征向量维数比Gabor小波方法更具有优势.     

基于局部Gabor变化直方图序列的人脸描述与识别

提出了一种在Gabor变换幅值域内提取局部变化模式空间直方图序列(histogram sequence of local Gabor binary patterns,简称HSLGBP)的人脸描述及其识别方法.鉴于Gabor特征对光照、表情等变化比较鲁棒,并已在人脸识别领域得到成功应用,首先对归一化的人脸图像进行多方向、多分辨率Gabor小波滤波,并提取其对应不同方向、不同尺度的多个Gabor幅值域图谱(Gabor magnitude map,简称GMM),然后在每个GMM上采用局部二值模式(local binary pattern,简称LBP)算子抽取局部邻域关系模式,最后由这些模式的区域直方图形成的序列来描述人脸.Gabor变换、LBP、空间区域直方图的采用使得该方法对光照变化、表情变化、误配准等具有良好的鲁棒性.而且,这种人脸建模方法不需要基于训练集合进行统计学习,因而不存在推广性问题.同时,进一步探讨了如何在分类器设计阶段与统计方法进行结合的问题,提出了统计Fisher加权的HSLGBP匹配方法.在通过FERET人脸库光照、表情和时间变化测试集上与已发表的实验结果进行对比,充分验证了该方法的有效性.