基于特征融合和流形增强的视频人脸识别

提出一种在视频环境下的人脸识别算法(FFME)。将人脸划分为不同的区域,并融合针对人脸不同区域变化特点的不同类型局部特征,建立K-NN模型,根据sum rule划分人脸分类,利用流形建立参考人脸图集,以此重排分类结果,增强人脸识别准确率。在视频人脸数据库Mobo数据集和Honda/UCSD数据集上的实验结果表明,FFME的识别性能优于主成分分析、线性鉴别分析、隐马尔科夫模型、局部线性嵌入,以及流形距离等方法。     

基于低秩约束的极限学习机高效人脸识别算法

复杂应用场景中,光照变化、遮挡和噪声等干扰使得将像素特征作为相似性度量的识别算法的图像类内差大于类间差,降低了人脸识别性能。针对这一问题,提出了一种低秩约束的极限学习机鲁棒性人脸识别算法,提升了复杂场景下的识别性能。首先,利用人脸图像分布的子空间线性假设,将待识别图像聚类到相对应的样本子空间;其次,将像素域分解为低秩特征子空间和稀疏误差子空间,依据图像子空间的低秩性对噪声鲁棒的原理,提取人脸图像的低秩结构特征训练极限学习机的前向网络;最后,实现对噪声干扰鲁棒的极限学习机人脸识别算法。实验结果表明,相比前沿的人脸识别算法,所提方法不仅识别精度高、算法时间复杂度低,且具有较好的实用性。     

小波变换和特征加权融合的人脸识别

在人脸识别领域,提取人脸特征和降低维数是人脸识别的关键。传统的基于小波变换的人脸识别算法仅在小波分解的低频分量上提取用于分类的图像特征,造成了高频分量中部分对识别有利信息的丢失。为了更有效地提取人脸图像特征,提出一种基于小波变换和特征加权融合的人脸识别算法。首先通过小波变换对人脸图像进行降维处理,然后对4个小波子图分别运用主成分分析法(PCA)提取特征,并把这4部分特征加权融合,最后利用支持向量机(SVM)进行分类识别。在ORL人脸库上进行实验验证,识别准确率可达到97.5%,实验结果表明该算法能够有效提高人脸识别能力,与传统识别算法相比具有较高的识别准确率和识别速度。     

图像空间中的鉴别型局部线性嵌入方法

为了更好地利用图像的空间关系和类信息来提高局部线性嵌入的性能,提出一种针对图像识别的鉴别型局部线性嵌入算法,并应用于人脸识别。首先,利用自适应图像欧氏距离构建近邻矩阵,计算得到的权重矩阵,再由权重矩阵重构特征,然后重构出数据内在的低维空间,最后利用线性判别分析引入类信息解决局部线性嵌入算法对测试样本无法重构以及分类的缺陷。实验基于FRAV2D和ORL人脸数据库,分析了图像欧氏距离和自适应图像欧氏距离算法提取图像空间信息的能力,并将本文提出的算法与目前已经广泛使用的人脸识别算法进行比较,其结果表明了鉴别型局部线性嵌入算法能更好地保留图像流形结构和类信息,显著提高人脸识别准确率。     

基于能量的自适应局部Gabor特征提取的人脸识别

为了解决传统Gabor滤波器组在人脸识别过程中特征提取时间长、计算量大的问题,从不同方向、不同尺度以及全局角度按照能量大小构建了3种不同的局部Gabor滤波器组用来提取人脸特征。首先,分析数据库中部分图像Gabor变换后的图像能量,从不同角度选出能量较大的图像构建对应的局部Gabor滤波器组; 其次,根据所选滤波器组提取局部Gabor特征; 然后,采用线性判别分析(LDA)法进一步提取Fisher特征; 最后,利用最近邻法识别人脸图像。基于ORL人脸库和YALE人脸库的实验结果表明提出的人脸识别方法降低了人脸图像的特征维数,缩短了特征提取的时间,有效地提高了人脸识别率。     

基于邻域参数动态变化的局部线性嵌入人脸识别

为了增强局部线性嵌入(LLE)算法对人脸识别中特征的分类性能,将最小生成树算法思想引入,提出一种邻域参数动态变化的新的局部线性嵌入算法.该算法采用单链聚类算法以及对其进一步优化自动确定数据点邻域,改善了一般局部线性嵌入算法固定邻域的不足,及其处理现实中大量非均匀源数据集失效问题的缺点.将改进后的算法结合支持向量机(SVM)分类器进行人脸识别,在ORL和YALE人脸数据库的平均识别率得到较高提升.仿真实验结果验证了该算法的有效性.     

基于LLE算法的人脸识别方法*

探讨了局部线性嵌入(LLE)算法的推导过程,提出了一种基于LLE算法的人脸识别方法,并实验分析了该方法在ORL和UMIST人脸数据库中的识别效果.     

应用于人脸图像识别的邻域保持极限学习机

极限学习机广泛应用于人脸识别领域。传统的极限学习机算法因在少量标签样本上进行训练，容易发生学习过程不充分问题，同时在学习过程中往往忽略了样本内在的几何结构，影响其对人脸识别的分类能力。受流形学习思想的启发，提出一种邻域保持极限学习机算法。该算法保持数据最本质的结构和同类数据的判别信息，利用最小化类内散度矩阵来提高极限学习机整体的分类性能。通过人脸数据集上的多次实验结果表明，该算法的人脸识别准确率高于其他算法，更能有效地进行分类识别。     

基于Gabor-RSC的人脸识别算法

为了提高人脸识别的准确率,提出一种基于Gabor特征和鲁棒稀疏表征相融合的人脸识别算法(Gabor-RSC)。首先采用Gabor滤波器提取人脸图像的多尺度和多方向特征,并采用主成分分析降低特征维数,然后采用鲁棒稀疏编码算法对人脸进行识别,最后采用Yale和ORL人脸库进行仿真测试。结果表明,Gabor-RSC算法提高了人脸的识别正确率,鲁棒性更高。     

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。     

基于改进的局部保持投影算法的人脸识别

局部保持投影算法是基于流形的学习方法,在人脸识别过程中容易遇到奇异值问题,为此提出一种利用奇异值分解的方法。在模型中,样本数据被投影到一个非奇异正交矩阵中,解决了奇异值问题;然后再根据局部保持投影算法求出新样本空间的低维投影子空间。将训练样本和测试样本分别投影到低维子空间中,再利用最近邻分类器进行分类识别。在ORL人脸数据库中,采用了一系列的实验来对比该算法与传统局部保持投影算法和主成分分析算法的识别效果。实验结果验证了改进的局部保持投影算法在人脸识别的有效性。     

基于重叠片排列的流形学习算法

针对线性数据降维算法对处理非线性结构数据的降维效果不是很好,提出一种基于重叠片排列的流形学习算法,该算法根据局部的线性贴片处在非线性流形中的特性,将流形划分为线性互相重叠的局部区域贴片,且利用主成分分析方法得到局部区域贴片的低维表示,然后排列且对齐其低维坐标,以获得整体数据的低维坐标.通过仿真结果证明,基于重叠片排列的流形学习算法在应用于人脸识别和分类问题时以及在识别准确率方面要优于其他经典的流形学习算法.     

基于主动表观模型的稀疏聚类人脸识别算法

在复杂的非人脸成分干扰以及训练样本过大、训练样本之间相似度较高的条件下,原始稀疏表示分类(SRC)算法识别准确率较低。针对上述问题,提出一种基于主动表观模型的稀疏聚类(CS-AAM)人脸识别算法。首先,利用主动表观模型快速、准确地对人脸特征点进行定位,获取主要人脸信息;然后,对训练样本进行K-means聚类,将相似程度高的图像分为一类,计算聚类中心,将该中心作为原子构造过完备字典并进行稀疏分解;最后,计算稀疏系数和重构残差对人脸图像进行分类、识别。将该算法与最近邻(NN)、支持向量机(SVM)、稀疏表示分类(SRC)、协同表示分类(CRC)人脸识别算法在ORL和Extended Yale B人脸数据库上对不同样本数及不同维数的人脸图像分别进行识别率测试,在相同样本数或相同维数情况下CS-AAM算法识别率均高于其他算法。在ORL人脸库中选取样本数为210时,相同维数条件下CS-AAM算法识别率为95.2%;在Extended Yale B人脸库上选取样本数为600时,CS-AAM算法识别率为96.8%。实验结果表明,该算法能够有效地提高人脸图像的识别准确率。     

改进的基于Gabor-LDA的人脸识别方法

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取得成功应用,提出了一种改进的Gabor-LDA算法.首先对人脸图像进行多方向、多尺度Gabor小渡滤波,然后对得到的特征向量使用改进的主成分分析方法(PCA)变换降维,采用自适应加权原理重建类内散布矩阵和类间散布矩阵,从而改进了最佳鉴别分析(LDA)判别函数,有效地解决了训练样本类均值与类中心的偏离问题.对Yale人脸库的数值试验表明,该算法比传统算法有更好的性能.     

一种基于核的半监督局部线性嵌入方法

在局部线性嵌入算法中,标签价值没有得到充分体现。针对该问题,提出一种基于核的半监督局部线性嵌入方法。考虑到欧氏距离容易破坏流形结构,将原始数据映射到高维核空间,利用高维空间中的核距离代替欧氏距离,采用半监督标签信息调整距离矩阵,通过调整后的距离矩阵对数据结构进行线性重建,从而提高算法的降维性能。在标准数据集、人脸库、字符库等数据上进行实验,结果表明,与传统局部线性嵌入算法相比,该方法的辨识率提高了2%     

基于Gabor和支持向量机的人脸识别

支持向量机(SVM)在处理小样本高维数据及泛化性能强等方面的优势,以及Gabor小波可以很好地模拟哺乳动物视觉神经简单细胞的感受野轮廓降低外界因素的影响,提出了基于Gabor与SVM的人脸识别方法。通过对经Gabor变换人脸图像的独立成分分析得到一组Gabor人脸独立基,并且用遗传算法求得一组最优的Gabor独立基,不但可以降低特征维数,减少计算量,而且可以提高识别率。通过对耶鲁大学人脸图像数据库的测试,证实本文算法有效性。     

基于局部二元模式的人脸表情识别

提出了一种基于局部二元模式（LBP）和局部保全投影（LPP）相结合的面部表情识别方法。使用LBP算子对图像分块处理,综合人脸局部和整体的特征;再使用LPP对表情特征降维,最后采用支持向量机对面部表情分类。在日本女性人脸表情库上实验表明,本文提出的方法有更好的识别率和更快的识别速度。     

二维投影非负矩阵分解算法及其在人脸识别中的应用

建立在最小化非负矩阵分解损失函数上的人脸识别算法需同时计算基矩阵和系数矩阵, 导致求解这类问题十分耗时. 本文把非负属性引入二维主成分分析(2-dimensional principal component analysis, 2DPCA)中, 提出了一种新的二维投影非负矩阵分解(2-dimensional projective non-negative matrix factorization, 2DPNMF)人脸识别算法. 该算法在保持人脸图像的局部结构情况下, 突破了最小化非负矩阵分解损失函数的约束, 仅需计算投影矩阵(基矩阵), 从而降低了计算复杂度. 本文从理论上证明了所提出算法的收敛性, 同时, 使用了YALE、FERET和AR三个人脸库进行实验, 结果表明2DPNMF不仅识别率高, 而且速度优于非负矩阵分解和二维主成分分析.     

全局和局部特征相融合的人脸识别算法

为了进一步提高特征提取效率和人脸识别正确率,提出一种融合全局和局部特征的人脸识别算法。引入局部散度矩阵和全局散度矩阵,两者分别表征样本的全局特征和局部特征;基于同类样本尽可能的紧密而异类样本尽可能远离的事实,构造最优化问题,采用支持向量机建立人脸分类器,并通过仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,该算法不仅提高了人脸识别正确率,而且提高了人脸识别效率。     

子空间样本选择及其支持向量机人脸识别应用

训练样本选择是支持向量机应用研究领域的重要课题之一。为此提出了一种类内模式选择新方法。该方法从选择集子空间逼近原类别样本子空间的思想出发,通过迭代,逐一选择那些到已选样本集所在子空间距离最远的样本。在MIT-CBCL人脸识别数据库training-synthetic子库上的同其他方法的比较识别实验中,表明该文方法在选样比率、选样时间以及SVM测试时间等方面均取得了较为明显的优势。