一种基于单演相位局部差分二值模式的人脸识别方法

提出一种融合单演方向和尺度间互补信息的单演相位局部差分二值模式的人脸识别方法。该方法首先提取图像的单演相位,对单演相位进行局部差分,求绝对值,并进行二值编码;接着对单演方向和相位尺度间对应的相位点进行二值编码;然后将单演方向编码、相位尺度间编码、同一尺度的单演相位差分二值编码按顺序排列形成单演相位差分模式;最后采用统计学的方法形成单演相位差分二值模式映射表,并将单演相位编码进行映射,从而达到保留主要特征模式、降低特征维度的目的。在ORL和CAS PEAL人脸库上的实验表明,该方法具有很好的识别性能。     

融合单演特征和CS-LBP的单样本人脸识别

针对单样本情况下传统人脸识别方法识别效果不佳的问题,提出一种融合单演幅值、相位和方向的单演中心对称幅值相位方向模式（MCSLBP）的人脸识别方法。首先采用中心对称局部二值模式（CS-LBP）对同一尺度下的单演幅值进行编码,并将单演相位量化到4个区间进行编码,同时对单演水平方向和垂直方向进行二值编码,然后将三者融合成MCSLBP特征;最后对不同单演尺度空间中的MCSLBP模式图进行分块,提取每一小块的直方图特征并串联后用最近邻分类器进行分类识别。在CAS-PEAL和AR人脸库上的实验结果表明,MCSLBP方法对具有光照、表情和遮挡变化的单样本人脸识别具有较好的识别效果。     

单演滤波与局部量化模式相结合的人脸识别方法

针对传统人脸识别方法提取的特征维数较高和计算量较大的缺点,提出了一种基于单演滤波与局部量化模式(LQP)相结合的人脸特征提取方法。首先,通过对人脸图像进行多尺度的单演滤波获得图像的包括局部幅值、局部方向和局部相位的多模式单演特征;然后,用LQP算子对图像中的每个像素点的三种单演特征进行编码,得到每个尺度滤波器下的LQP模式图;最后,将这些LQP模式图分块、统计每一块的直方图并级联作为人脸识别特征。在ORL和CAS-PEAL人脸库上对所提算法进行的测试结果表明,该算法能够以较低维数的特征取得较高的识别率,可以有效降低算法的计算复杂度。     

基于单演局部主方向能量模式的人脸识别方法

针对人脸识别中不能有效利用图像局部能量信息的缺点,提出一种基于单演局部主方向能量二元模式的人脸识别方法。首先应用主元成分分析方法求取单演局部主方向能量,然后对单演局部主方向能量进行局部二元编码。在此基础上进一步分块,求取直方图,最后运用基于分块的线性判别方法进行降维,增强特征判别能力。实验结果表明,在AR和ORL人脸库上,单演局部主方向能量二元模式方法比单演幅值二元模式方法有更好的识别性能,这说明该方法能够有效提取图像的判别特征,提高系统的识别性能。     

一种融合多模式单演特征的人脸识别方法

为了更好地利用单演幅值和区域主方向信息,分别提出了一种单演韦伯差异激励局部块二值模式和单演区域主方向模式,并在此基础上进一步采用分块子模式策略融合两种特征。该方法首先对单演幅值求取差异激励,将差异激励分解为正值和幅值图像;然后对正值和幅值图像采用基于分块的局部二值模式编码,采用主成分分析方法求取单演区域主方向,并对主方向进行均匀量化,再采用异或编码。在获取两种特征后,采用分块子模式的策略对两种特征进行加权融合。在AR和CAS-PEAL上的实验表明,MWLMBP和MDOP两种特征提取方法能够有效提取图像的判别信息,进一步融合两种特征的方法能够有效增强特征的分类能力,提高特征的识别性能。     

基于单演同相幅值模式的人脸识别方法

针对单演信号表述仅利用幅值和方向而忽略相位信息的问题,提出了一种单演同相幅值模式方法。用多尺度的单演滤波器提取人脸的单演幅值和相位信息,将相位量化并根据相位量化的结果对幅值累加和二值编码,从而获得若干张单演同相幅值模式图。将每一张PMMSP图分块并提取直方图特征,用BFLD对特征进行降维。这样能有效提升特征的判别能力并降低算法的时间和空间复杂度。在CAS-PEAL人脸库和AR人脸库上的实验证明了该算法的有效性。     

基于单演定向幅值模式的复杂光照人脸识别

为了提高在复杂光照下的人脸识别率,提出了一种基于单演定向幅值模式的人脸识别算法。首先,用多尺度的单演滤波器提取图像的单演幅度和方向信息;然后,用一种新的单演定向幅值模式(PMOM)算子将同一尺度下的幅度和相位信息分解为多张定向幅值模式图,再用局部二值模式(LBP)算子提取每一个PMOM模式图的LBP特征图;最后,将每张LBP特征图分块,计算每一块的直方图,并将所有块的直方图串联后作为最终的人脸表示。在CAS-PEAL人脸库和YALE-B人脸库上的实验结果表明,该算法可以显著提高光照变化人脸图像的识率。另外,该算法参数设置简单,而且无需任何训练过程也无需对光照条件进行估计,因而具有简单、通用性好的优点     

基于光照归一化分块完备LBP特征的人脸识别

针对复杂光照条件下的人脸识别,提出了一种基于光照归一化分块完备局部二值模式（B-CLBP）特征的人脸识别算法。该方法对人脸图像进行光照归一化预处理,对处理后的人脸图像进行B-CLBP特征提取,融合成B-CLBP直方图,根据最近邻准则进行分类识别。在Extended Yale B人脸库上的实验结果表明,所提算法可以有效提高复杂光照条件下的人脸识别率。     

基于小波包的新LDB人脸识别方法

研究人脸特征优化识别问题,图像信息中存在不同噪声和不同人脸特征.通过特征提取识别,获得不同人脸特征.针对传统人脸识别方法的识别率受光照、旋转等约束条件影响大的缺点,为了提高识别率,提出了一种根据小波包变换和改进的LDB(Local Discriminant Basis)方法相结合的人脸识别方法.算法首先利用小波包对人脸图像进行分解,再采用改进的LDB方法获取最佳分类特征,最后利用Euclidean距离函数进行分类识别.在人脸库Feret进行实验.结果表明,新算法减少了计算复杂度,提高了识别率,为人脸识别提供了依据.     

结合空间显著性的融合单演二元模式面部情感分类

针对图像Gabor变换计算代价和存储空间开销较高的问题, 提出一种基于单演信号分析的人脸表情描述方法。该方法首先采用单演信号分析将人脸图像分解为单演幅度、相位和方向三个图像, 并将其划分为多个矩形块子区域; 然后在三幅图像的子区域上提取相应的由空间显著性加权的单演幅度、相位和方向二元模式特征直方图; 最后将结合了空间显著性的三个加权特征进行融合增强特征的可分辨性。在JAFFE人脸表情数据库上的实验结果表明, 该方法能有效提取人脸表情特征, 提高人脸表情的识别率。与基于Gabor的特征相比, 提出的方法具有更高的准确率和较低的特征维度。     

结合形变模型与图像修复的人脸姿态矫正

目的 人脸姿态偏转是影响人脸识别准确率的一个重要因素,本文利用3维人脸重建中常用的3维形变模型以及深度卷积神经网络,提出一种用于多姿态人脸识别的人脸姿态矫正算法,在一定程度上提高了大姿态下人脸识别的准确率。方法 对传统的3维形变模型拟合方法进行改进,利用人脸形状参数和表情参数对3维形变模型进行建模,针对面部不同区域的关键点赋予不同的权值,加权拟合3维形变模型,使得具有不同姿态和面部表情的人脸图像拟合效果更好。然后,对3维人脸模型进行姿态矫正并利用深度学习对人脸图像进行修复,修复不规则的人脸空洞区域,并使用最新的局部卷积技术同时在新的数据集上重新训练卷积神经网络,使得网络参数达到最优。结果 在LFW（labeled faces in the wild）人脸数据库和StirlingESRC（Economic Social Research Council）3维人脸数据库上,将本文算法与其他方法进行比较,实验结果表明,本文算法的人脸识别精度有一定程度的提高。在LFW数据库上,通过对具有任意姿态的人脸图像进行姿态矫正和修复后,本文方法达到了96.57%的人脸识别精确度。在StirlingESRC数据库上,本文方法在人脸姿态为±22°的情况下,人脸识别准确率分别提高5.195%和2.265%;在人脸姿态为±45°情况下,人脸识别准确率分别提高5.875%和11.095%;平均人脸识别率分别提高5.53%和7.13%。对比实验结果表明,本文提出的人脸姿态矫正算法有效提高了人脸识别的准确率。结论 本文提出的人脸姿态矫正算法,综合了3维形变模型和深度学习模型的优点,在各个人脸姿态角度下,均能使人脸识别准确率在一定程度上有所提高。     

应用复小波和独立成分分析的人脸识别

结合双树复小波变换（DT-CWT）和独立成分分析（ICA）提出了一种人脸识别新方法。该方法首先应用双树复小波变换提取图像的特征向量,接着通过主成分分析（PCA）降低特征向量的维数,在此基础上应用独立成分分析提取统计上独立的特征向量,然后基于相关系数的分类器对特征向量进行分类。双树复小波变换具有方向与尺度选择性,并能有效的保持图像的频域信息,其与独立成分分析相结合提取的特征具有良好的分类性能。在ORL和AR人脸图像数据库上进行算法验证的结果表明该方法的有效性。     

应用深度光学应变特征图的人脸活体检测

目的 随着人脸识别系统应用的日益广泛,提高身份认证的安全性,提升人脸活体检测的有效性已经成为迫切需要解决的问题。针对活体检测中真实用户的照片存在的人脸欺骗问题,提出一种新的解决照片攻击的人脸活体检测算法。方法 利用局部二值模式LBP（local binary pattern）、TV-L1（total variation regularization and the robust L1 norm）光流法、光学应变和深度网络实现的人脸活体检测方法。对原始数据进行预处理得到LBP特征图;对LBP特征图提取光流信息,提高对噪声适应的鲁棒性;计算光流的导数得到图像的光学应变图,以表征相邻两帧之间的微纹理性质的微小移动量;通过卷积神经网络模型（CNN）将每个应变图编码成特征向量,最终将特征向量传递给长短期记忆LSTM（long short term memory）模型进行分类,实现真假人脸的判别。结果 实验在两个公开的人脸活体检测数据库上进行,并将本文算法与具有代表性的活体检测算法进行对比。在南京航空航天大学（NUAA）人脸活体检测数据库中,算法精度达到99.79%;在Replay-attack数据库中,算法精度达到98.2%,对比实验的结果证明本文算法对照片攻击的识别更加准确。结论 本文提出的针对照片攻击的人脸活体检测算法,融合光学应变图像和深度学习模型的优点,使得人脸活体检测更加准确。     

基于改进局部方向模式的人脸识别

在利用传统局部方向模式（ LDP）及其改进方法进行人脸识别时,存在两个主要问题,一是局限于3×3邻域来提取特征,二是在人脸识别时将图像不同分块同等对待。针对上述问题,提出了改进的LDP。一方面提出了多分辨率分析方法,将LDP由3×3窗口模式扩展至多分辨率窗口模式;另一方面,通过采用分块加权法来增强不同分块对人脸识别的不同贡献程度。采用Yale和Orl人脸图像库进行实验,结果表明：基于改进的方法明显提高了人脸识别的效果。