基于YOLOv3的人脸关键点检测

深度学习中神经网络强大的特征提取能力,使非约束场景下的人脸检测不再困难,于是人脸关键点的检测逐渐成为人脸检测的关注点,但目前为止较少算法具备对人脸关键点的检测能力。YOLOv3作为精度和速度均表现优异的算法,同样不具备关键点检测的能力。因此,文章提出基于YOLOv3的人脸关键点检测算法,该算法对YOLOv3改进,设计关键点损失函数,实现对人脸关键点的定位,最终实现YOLOv3在人脸检测中同时输出人脸包围框和人脸关键点。实验表明,提出的方法在YOLOv3上成功实现了对人脸矩形包围框和人脸关键点的同时输出。     

基于特征融合的轻量级新残差人脸识别方法

针对现有轻量级模型在嵌入式设备的人脸识别应用中存在识别精度难以提升的问题,提出一种融合人脸对齐关键特征点信息的轻量级新残差网络模型（Lightweight New Residual Network, LNRN）. LNRN利用深度残差网络结构能够解决网络退化且避免干扰因素影响的优势,结合人脸对齐环节产生的关键特征点信息,对深度残差网络结构进行简化和合理设计,实现对关键特征信息和全局信息的提取.为避免特征提取过程中丢失重要特征信息,该模型在新残差网络中加入结合空间和通道的注意力机制进行辅助.在公开的四个标准人脸数据集上的仿真实验表明,该模型识别速度在接近主流轻量级人脸识别方法的同时,平均识别精度比MobiFace提高了0.6%.     

基于VGG的人脸表情识别与分类

为了使人脸表情识别更加快速、准确,以满足复杂社会情境中的需求,本文研究了基于深度卷积神经网络的人脸表情识别方法,实现了人脸不同离散表情识别分类.针对现有数据集数据量不足、深度网络计算易出现过拟合现象等问题,本文基于人脸图片关键点进行了剪裁,获得64个子区域,将数据扩充为64倍,以达到数据增强的目的;使用基于VGG-19网络模型的卷积神经网络,对动作单元进行分类与强度计算,使用Sigmoid函数,使网络具备多标签多分类能力,并在VGG-19网络的第四组卷积层之后加入一个加权处理层,提高准确率.结果显示,增强后叠加的人脸表情识别与分类基本能够完成,而引入加权处理层后的准确率则得到了显著提高.     

基于多通道卷积神经网络的语音隐写分析方法

本研究对三种常用的语音隐写方法进行了隐写分析。在目前的网络环境中,VoIP中的隐写技术对通信监控是一个巨大的威胁。近年来,神经网络模型在许多课题中都取得了显著的性能。本文利用一种改进的神经网络对多种隐写方法实现隐写信号的检测。构建STFT的沿时间轴、频率轴的差分以构建三通道作为输入数据,然后利用一种改进的CNN网络结构进行深层次特征的捕获,这种网络结构引入了Inception结构在同一卷积层上提取各种不同尺度的特征,使用全局平均池化来代替全连接层,在降低参数的同时提升了网络的泛化能力。实验结果表明,该模型相较对比方法对于三种隐写方法均达到了较好的检测效果。     

融合深度扩张网络和轻量化网络的目标检测模型

目标检测作为计算机视觉的一个重要研究方向,近年来在算法性能上有了突破性进展.为了更好的提升两阶段目标检测的精度与速度性能,提出了一种基于迁移学习方法的融合深度扩张卷积网络和轻量化网络的检测模型.首先用扩张卷积网络替换主干网络中部分的卷积残差模块——深度扩张卷积网络D_dNet-65;然后对预训练后的特征图进行压缩操作,并增加一个81类的全连接层以确保正常进行分类和回归操作——轻量化网络结构;最后,引入迁移学习方法并融合D_dNet和轻量化网络结构,通过迁移实现模型的进一步优化.实验在典型的数据集MSCOCO以及VOC07上进行.实验评估表明,本文提出的方法具有良好的有效性和可扩展性.     

非约束环境下基于YOLOv3-Tiny多模型融合方式的快速人脸定位算法

非约束环境下的人脸定位算法是诸多面部感知应用系统中的关键基础模块,一直是极具挑战性的课题。随着海量训练数据集的出现及深度学习技术的发展,基于深层卷积神经网络的视觉目标检测方法取得了突破性的进展,YOLOv3-Tiny是其中一种具有较高准确率的快速通用目标检测算法,但由于其输出神经元的物理感受野范围会随网络输入尺寸的固定而被限定,使其无法在具有尺度范围跨度过大的非约束人脸检测中充分发挥其检测性能。为了有效扩展YOLOv3-Tiny网络检测神经元的有效感知范围,文章提出了一种基于YOLOv3-Tiny多模型融合方式的快速人脸定位算法。首先根据人脸尺寸对原始图像集的标签数据进行筛选,划分为不同的子集,并利用它们分别对多个具有不同有效感知范围的YOLOv3-Tiny模型进行训练。接着,利用多模型对输入图像独立进行推理,并基于非极大值抑制算法及相应的尺度约束阈值实现检测结果的有效融合。实验结果显示,该算法能够有效利用多模型各自的检测优势,实现跨度尺度范围下的无约束人脸检测,具有重要应用潜力。     

基于人脸结构信息引导的人脸图像修复网络

针对人脸图像修复的深度学习网络存在修复后的人脸图像面部语义信息不合理和面部轮廓不协调的问题，提出了一种基于人脸结构信息引导的人脸图像修复网络。首先，采用编码器-解码器网络技术构建人脸结构草图生成网络，并在结构草图生成网络的生成器中加入跳跃连接和引入带膨胀卷积的残差块以生成待修复区域的结构草图。其次，在构建人脸修复网络时，在修复网络生成器中引入注意力机制，让修复网络在修复过程中更多关注待修复区域，并以生成的人脸结构草图为引导从而实现人脸图像面部语义结构和纹理信息的生动修复。最后，在结构草图生成网络的损失函数中引入特征匹配损失进行模型训练，从而约束生成器生成与真实结构草图更相似的结果；在修复网络的损失函数中联合感知损失和风格损失进行模型训练，从而更好地重建待修复区域的人脸图像面部轮廓结构和颜色纹理，使修复后的图像更接近真实图像。对比实验结果表明，在人脸图像数据集中，本文所设计的网络模型的修复性能有较高的提升。     

基于图像分割网络的深度假脸视频篡改检测

随着深度学习技术的快速发展,利用深度神经网络模型伪造出的深度假脸(deepfake)视频越来越逼真,假脸视频造成的威胁也越来越大。文献中已出现一些基于卷积神经网络的换脸视频检测算法,他们在库内获得较好的检测效果,但跨库检测性能急剧下降,存在泛化能力不足的问题。该文从假脸篡改的机制出发,将视频换脸视为特殊的拼接篡改问题,利用流行的神经分割网络首先预测篡改区域,得到预测掩膜概率图,去噪并二值化,然后根据换脸主要发生在人脸区域的前提,提出一种计算人脸交并比的新方法,并进一步根据换脸处理的先验知识改进人脸交并比的计算,将其作为篡改检测的分类准则。所提出方法分别在3个不同的基础分割网络上实现,并在TIMIT, FaceForensics++, FFW数据库上进行了实验,与文献中流行的同类方法相比,在保持库内检测的高准确率同时,跨库检测的平均错误率显著下降。在近期发布的合成质量较高的DFD数据库上也获得了很好的检测性能,充分证明了所提出方法的有效性和通用性。     

生物模板保护背景下的迁移学习

基于深度卷积神经网络（CNN）的方法是生物模板保护中较流行的技术。生物特征信息作为人的唯一属性，具有最高安全保护性。目前，大量研究工作正致力于通过更强大的模型架构和更好的学习技术来进一步改进匹配精度。然而，在探索现有深度人脸识别模型的特征提取能力的研究仍然相对较少。文中分析了经典的三种深度学习网络在不同人脸数据集的特征提取能力，具体来说，对比了VGG16、ResNet50、GoogleNet在同一种模板保护下的性能。仿真结果表明：在图像退化的人脸验证VGG16性能优于其他模型；在图像质量高的情况下，ResNet50最优；GoogleNet在面对复杂学习任务性能更强。匹配精度表明迁移学习优于绝大多数特征提取方法。     

结合CNN不同层信息的全变量建模人脸特征表达学习方法

如何学习有效的人脸特征表达是人脸识别的关键性问题。现有基于卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）的人脸深度特征表达学习方法大多在人脸图像经过了有效检测和校正的情况下，能够获得优异的性能，而在复杂场景下其推广性和鲁棒性受到极大限制。对此，本文提出了结合CNN不同层信息的全变量建模人脸特征表达学习方法，将提取的人脸局部深度特征中所包含的差异信息按照子空间进行建模，有效聚合局部深度特征的同时得到人脸在低维子空间的特征表达（iVector）。在IJB-A（IARPA Janus Benchmark A）上的实验结果表明，与现有的深度特征表达相比，该方法学习得到的人脸iVector表达能够显著提升人脸识别系统的识别性能和计算效率。      

SAR图像飞机目标检测识别进展

目标检测与识别是高分辨合成孔径雷达(SAR)领域的热点问题。机场上飞机作为一种典型目标，其检测和识别有一定的独特性。该文回顾了SAR图像典型目标检测识别领域技术的发展过程，分析了SAR图像中飞机目标的散射机制及面临的技术难点，阐述了 SAR 飞机目标检测识别的系统流程、技术路线和关键科学问题，对基于传统与基于深度学习两个方面的飞机目标检测识别的研究进展进行了归纳总结，并讨论了各类方法的特点及存在的问题，展望了未来的发展趋势。该文认为如何将深度学习与目标电磁散射机理结合、提高网络或模型的泛化能力是提升SAR图像中目标检测识别精度的关键，并给出了一种基于散射信息与深度学习融合的飞机目标检测方法。      

基于细化多尺度深度特征的目标检测网络

现有深度卷积神经网络中感受野尺度单一,无法适应目标的尺度变化和边界形变,故此本文提出了一种提取并融合多尺度特征的目标检测网络.该网络通过减少池化并在网络底层加入空间加信道压缩激励模块来突出可利用的细节信息,生成高质量的特征图;此外,在深层网络中加入可变多尺度特征融合模块,该模块具有多种尺度的感受野并可根据物体边界预测采样位置,最后通过融合多尺度特征使网络具有更强的特征表达能力并且对不同尺度实例及其边界信息更具鲁棒性.实验证明,本文结构实现了比原有结构更高的平均精度,与目前主流目标检测算法相比也具有一定优势.     

Multi-scale aware dual path network for face detection in resource-constrained edge computing environment

Aiming at the problem that face detectors with complex deep neural structures are difficult to deploy in the resource-constrained edge computing environment,to reduce the resource consumption while maintain the accuracy in complex scenes such as multi-scale face changes,occlusion,blur,and illumination,SDPN(multi-scale aware dual path network) for face detection was proposed.The Face-ResNet (face residual neural network) was improved,and a dual path shallow feature extractor was used to understand the multi-scale information of the image through parallel branches.Then the deep and shallow feature fusion module,a combination of the underlying image information and the high-level semantic feature,was used in conjunction with the multi-scale awareness training strategy to supervise the multi-branch learning discriminating features.The experimental results show that SDPN can extract more diversified features,which effectively improve the accuracy and robustness of face detection while maintaining the efficiency of the model and low inference delay.     

深度PCANet模型的人脸美丽预测

深度卷积神经网络（Deep Convolution Neural Network, DCNN）在人脸识别、图像分类和目标检测领域已取得较好效果,并得到广泛应用;但是,在人脸美丽预测中却存在拟合效果欠佳、网络训练难度大等问题。深度PCANet模型,将深度主元分析网络（Principal Component Analysis Network,PCANet）作为特征提取器;采用无监督预训练提取网络参数,具有网络训练时间短、图像特征提取快等特点,能有效避免DCNN存在的问题。为此,本文将深度PCANet引入人脸美丽预测,对训练集图像采用多尺度预处理,训练深度PCANet。该模型可提取人脸图像的结构性全局特征,采用特征增强方法可生成更具表征能力的特征;运用线性支持向量机（Support Vector Machine, SVM）和随机森林（Random Forest, RF）回归器进行训练和预测。基于SCUT-FBP人脸美丽数据库的实验结果表明,深度PCANet模型具有结构简单、特征提取快和无需网络调参优化等特点;选择合适的图像尺度与采用特征增强方法可提高人脸美丽评价结果,证明了所提方法的有效性和可行性。      

Multi-task feature learning-based improved supervised descent method for facial landmark detection

Facial landmark detection has played an important role in many face understanding tasks, such as face verification, facial expression recognition, age estimation et al. Model initialization and feature extraction are crucial in supervised landmark detection. Mismatching caused by detector error and discrepant initialization is very common in these existing methods. To solve this problem, we have proposed a new method called multi-task feature learning-based improved supervised descent method (MtFL-iSDM) for the robust facial landmark localization. In this new method, firstly, a fast detection will be processed to locate the eyes and mouth, and the initialization model will adapt to the real location according to fast facial points detection. Secondly, multi-task feature learning is adopted on our improved supervised descent method model to achieve a better performance. Experiments on four benchmark databases show that our method achieves state-of-the-art performance.     

面向压缩图像复原的网络增强训练方法

高质量的数据是深度卷积神经网络成功的关键因素之一。在计算机视觉领域,常用图像数据集通常以JPEG格式存储。这种有损压缩技术不可避免地会导致原始数据信息的丢失,进而造成利用压缩数据训练的卷积神经网络的性能降低。因此,为了增强卷积神经网络的性能,本文提出了一种面向压缩图像复原的增强训练方法,通过复原压缩图像实现卷积神经网络的性能增强。该方法具体为一个包含复原模块和任务模块的联合增强框架。复原模块致力于恢复有损压缩技术造成的信息丢失;任务模块专注于基于任务需求增强压缩图像。两个模块联合训练,使得压缩图像的复原增强更具有目的性。本文通过图像分类任务的实验表明,与压缩图像相比,该方法能有效地复原压缩图像,增强卷积神经网络的性能。此外,该方法中两个模块间的低耦合性和可替代性保证了该方法的适用性。      

基于多任务卷积神经网络的人脸识别技术研究

深度神经网络是目前计算机机器学习领域的一个关键技术,可应用于图像处理。其中,多任务卷积神经网络(Multi-task Convolutional Neural Network,MTCNN)是一种基于卷积神经网络的多任务人脸检测框架,这里采用MTCNN人脸检测模型代替传统的卷积神经网络,在深度学习框架TensorFlow上进行人脸识别。首先,在数据预处理阶段利用灰度化方法将图像集转变为灰度图,降低图像通道。其次,基于MTCNN构建人脸检测模型,并利用Softmax函数进行分类识别。最后,实验过程中选择不同迭代次数进行准确性对比,在模型趋于稳定的情况下,得到较高的准确性。     

基于非局部操作的深度卷积神经网络车位占用检测算法

随着城市交通智能化发展,准确高效地获取可用车位对于解决日益严峻的停车难问题至关重要。该文提出一种基于非局部操作的深度卷积神经网络车位占用检测算法。针对停车位图像特性,引入非局部操作,度量远距离像素间的相似性,直接获取边缘高频特征;使用小卷积核获取局部细节特征;以端到端的方式训练网络。实验中,通过设置不同卷积核尺寸和非局部模块层数,优化网络结构。实验结果表明,该文所提算法与传统的基于纹理特征的车位占用检测算法相比,无论在预测精度还是模型的泛化性能,均具有显著的优势。与当前广泛应用的基于局部特征提取的卷积神经网络相比,该算法具有较大的优势。在真实场景中,该算法同样具有较高精度,具备实际应用价值。     

融合注意力机制的高分辨人脸识别图像重建

针对由于人脸姿势、光照不均、拍摄环境、拍摄设备等内外部因素造成图像分辨率低的问题,提出融合注意力机制的高分辨人脸识别图像重建模型.首先以低分辨率人脸图像对作为两个生成器输入,通过残差块和注意力模块堆叠网络提取人脸特征信息,进而生成高分辨率人脸图像.训练中使用一个鉴别器来监督两个生成器的训练过程.利用Adam算法对鉴别器...