人脸表情的LBP特征分析

为了有效提取面部表情特征,提出了一种新的基于LBP（局部二值模式）特征的人脸表情识别特征提取方法。首先用均值方差法对表情图像进行灰度规一化,通过对图像进行积分投影,定位出眉毛、眼睛、鼻和嘴巴这些关键特征点,进而划分出各特征部件所在子区域,然后对子区域进行分块,提取各个子区域的分块LBP直方图特征。为了验证所提出的方法的合理性,最后在JAFFE表情库上进行了实验,结果表明提出的方法能够有效地描述表情的特征。     

融合DCT和LBP特征的表情识别

为了获得更好的面部表情特征,提出了一种融合离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）特征和局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）特征的表情特征提取方法。该方法将人脸图像经过DCT后所获得的低频系数作为表情的整体特征;通过对人脸图像进行分块,计算每个子块的LBP直方图,将这些LBP直方图连接起来形成LBP特征,对该LBP特征使用拉普拉斯特征映射（Laplacian Eigenmaps,LE）降维后得到表情的局部特征。将得到的整体特征和局部特征进行加权融合,使用最近邻分类器进行分类。在JAFFE和Cohn-Kanade表情库上的实验结果表明,该方法比单独使用LBP或者DCT特征,具有更好的效果。     

视频中非特定人的面部表情分析算法

针对视频人脸表情识别存在对非特定人的面部表情识别率低(约75%),有效的特征信息提取困难等问题,提出了基于分块的三维正交平面的完全局部二值模式(CLBP-TOP)的特征提取方法,实现了对任意长度视频的面部表情识别和分析。对表情视频序列进行预处理;对人脸主要区域的每个分块提取CLBP-TOP特征,得到最后的联合统计直方图特征;利用动态时间规划度量距离的最近邻规则进行表情识别;提出的表情持续时间和表情强度指数实现了对表情分析的详细描述。在CK+数据库上测试,提出的方法与LBP-TOP方法相比平均识别率提高了12. 04%,且能够对任意长度的表情视频片段进行表情识别和相关系数分析。     

多级小波分解与LBP融合的纹理提取算法

为提高不同光照、不同角度条件下的纹理识别精度,提出了一种利用多级小波分解和多尺度旋转不变LBP融合的纹理提取算法。算法在传统的LBP特征提取基础上,采用多尺度的旋转不变LBP算子分别对多级小波逼近图像提取直方图序列特征向量,与各级小波能量进行加权融合,获取更多的纹理信息,对光照和角度的变化有更高的鲁棒性。仿真结果表明,相对传统的LBP特征提取算法,改进的算法具有更高的纹理识别率。     

一种基于特征融合降维的表情识别算法*

为了降低人脸表情识别过程中特征分类的计算量,采用了一种基于特征融合降维的表情识别算法。该算法首先对表情图像进行预处理,再利用Gabor小波多尺度多方向的特性对图像进行滤波,针对同一尺度下8个不同方向的几幅特征图像,对其中特征值最大的图像编码作为新特征图像的像素值,此时特征图像的维数降为原来的1／8。最后利用统计直方图对融合后的特征图像进行分块特征统计,将统计信息作为最终的特征信息进行分类。实验结果表明,该方法在保证人脸表情识别率的前提下减少了特征图像的计算量,提高了系统效率。     

一种加权矩形提取表情特征的方法*

表情特征提取是面部表情识别的一个关键步骤。针对目前特征提取效率低的情况,通过分析Gabor特征提取的性质和积分图像计算效率高的特点,提出一种利用积分图像技术和矩形模板计算面部特征点特征的方法,模板模拟Gabor的多尺度性,每个模板定义相应的权值,表情图像按照Gabor的各个方向旋转,使用旋转图像积分图和加权模板而不是在积分图上旋转模板提取特征点的特征值,最后将此特征值用于表情分类。实验结果表明,该方法在识别结果相当的情况下极大地提高了特征提取的效率。     

人脸疼痛表情识别综述

自动疼痛识别技术在医疗保健,特别是在对无法用语言表达疼痛的病人的治疗和护理中具有广泛的应用前景,因此逐步受到研究者的关注。由于人的面部线索是很重要的疼痛评估依据,并且基于计算机视觉技术的人脸表情识别研究已取得很大进展,因此利用面部表情信息实现自动疼痛识别成为了一条有效的途径。本文首先简要介绍了目前常用的STOIC表情数据库、 婴儿疼痛表情分类（COPE）数据库、UNBC-McMaster肩部疼痛数据库和BioVid热疼痛数据库,然后从静态图像疼痛表情识别、视频序列疼痛表情识别、特定人物疼痛识别以及多信息融合疼痛识别4个方面对近10年的疼痛表情识别主要方法进行了详细 的介绍,最后对目前人脸疼痛表情识别现状进行总结和分析,并阐述了其存在的挑战和未来的发展方向。     

选煤厂工况环境下人脸识别方法研究

针对选煤厂人脸图像信息易受复杂环境因素影响导致识别难度较大的问题,研究了一种选煤厂工况环境下的人脸识别方法。对归一化的选煤厂原始人脸图像进行Gabor小波变换,得到8个方向、5个尺度下的特征图谱;用改进AR-LGC编码算法进行编码,并对编码后同一尺度下不同方向的图谱进行特征融合,得到图像的融合特征图;将融合特征图划分为多个子块,统计分块直方图并加权级联得到直方图特征向量,将特征向量送入残差神经网络中训练,实现对选煤厂人员的人脸识别。改进AR-LGC编码算法增强了选煤厂人脸图像纹理相关度,解决了图像纹理相关度不足的问题,在弱化干扰特征的同时,保留了人脸图像中更多重要特征,缓解了人员面部受煤灰污染的问题。实验结果表明:当选煤厂人脸受到煤灰污染时,采用改进AR-LGC编码算法提取的特征保留了局部特征粗粒度,具有较好的抗噪性;本文方法的识别率为94.5%,平均耗时为0.933 0s,与同类算法相比,在牺牲部分时间性能的条件下提升了识别率,牺牲的时间性能在可接受范围内。     

基于非对称局部梯度编码的人脸表情识别

目的 针对局部梯度编码算子(LGC)只能在固定大小邻域内提取图像纹理特征的不足,提出了一种非对称邻域LGC算子(AR-LGC)多尺度融合的表情特征提取方法。方法 首先,对归一化的表情图像进行Gauss滤波处理;然后,对图像进行分块,对每个子块图像中每一像素点,采用不同邻域大小的AR-LGC算子得到两个二进制序列,将两个序列作按位逻辑异或得到一个新的序列,对此序列进行编码,计算每个子块的直方图分布,级联各子块直方图构成人脸表情的特征;最后用SVM分类器进行表情分类识别。结果 该算法在JAFFE库和CK库上进行实验,分别取得了95.24%和96.83%的平均识别率,并与CBP(中心化二值模式)、LBP(局部二值模式)、LGC和AR-LBP(非对称局部二值模式)算法进行了比较,在JAFFE库的平均识别率分别比CBP、LBP、LGC、AR-LBP高5.6%、4.85%、3.71%、2.40%,在CK库的平均识别率分别比CBP、LBP、LGC、AR-LBP高3.66%、2.50%、2.17%、1.66%,实验结果表明,该算法可以较准确地进行人脸表情识别。结论 本文所提的表情特征提取方法通过融合不同梯度不同尺度子邻域间的强度关系,可以很好地表达图像的局部特征和全局特征,与典型的特征提取算法的对比实验也表明了本文算法的有效性,表明本文算法适用于静态人脸表情图像的识别。     

基于形状特征及纹理特征的中药材检索方法

为有效提取中药材图像的特征,提高中药材图像分类准确率并提升检索性能,对中药材图像的梯度方向直方图形状特征和局部二元模式纹理特征进行研究,对2种特征进行维数改进,提出一种基于形状特征和纹理特征的中药材检索方法。使用改进的图像梯度方向直方图和分块局部二元模式进行形状及纹理的特征提取;对提取得到的特征向量进行线性组合;采用一对一方式构造多分类器,使用支持向量机进行分类检索。实验结果表明,组合降维特征提取算法能在中药材图像数据集中取得较好的识别效果。     

基于全局注意力及金字塔卷积网络的表情识别

近年来基于深度学习的人脸表情识别技术已取得很大进展,但对于表情特征的多尺度提取,以及在不受约束的现实场景中进行面部表情识别仍然是具有挑战性的工作。为解决此问题,提出一种金字塔卷积神经网络与注意力机制结合的表情识别方法。对于初始的一张人脸表情图像,将其按照区域采样裁剪成多张子图像,将原图像和子图像输入到金字塔卷积神经网络进行多尺度特征提取,将提取到的特征图输入到全局注意力模块,给每一张图像分配一个权重,从而得到有重要特征信息的图像,将子图像和原始图像的特征进行加权求和,得到新的含有注意力信息的全局特征,最终进行表情识别分类。在CK+、RAF-DB、AffectNet三个公开表情数据集上分别取得了98.46%、87.34%、60.45%的准确率,提高了表情的识别精度。     

加权自适应CS-LBP与局部判别映射相结合的掌纹识别方法

提取掌纹的最佳低维分类特征一直是掌纹识别研究领域的一个重要方向。针对掌纹图像具有丰富的纹理特征特点,提出一种基于加权自适应中心对称局部二值模式(WACS-LBP)与局部判别映射(LDP)相结合的掌纹识别方法。首先将掌纹感兴趣(ROI)图像分成大小均匀的小区域,利用自适应中心对称局部二值模式(ACS-LBP)算法获取不同区域的纹理特征直方图和权值,经过加权连接得到ROI的加权纹理特征直方图向量;再利用LDP算法对得到的特征向量进行维数约简;最后利用K-最近邻分类器进行掌纹识别。在掌纹公开数据库上进行实验,正确识别率高达97%以上。实验结果表明,该方法不仅是有效、可行的,而且研究思路比较明确。     

Feature representation for facial expression recognition based on FACS and LBP

In expression recognition, feature representation is critical for successful recognition since it contains distinctive information of expressions. In this paper, a new approach for representing facial expression features is proposed with its objective to describe features in an effective and efficient way in order to improve the recognition performance. The method combines the facial action coding system(FACS) and "uniform" local binary patterns(LBP) to represent facial expression features from coarse to fine. The facial feature regions are extracted by active shape models(ASM) based on FACS to obtain the gray-level texture. Then, LBP is used to represent expression features for enhancing the discriminant. A facial expression recognition system is developed based on this feature extraction method by using K nearest neighborhood(K-NN) classifier to recognize facial expressions. Finally, experiments are carried out to evaluate this feature extraction method. The significance of removing the unrelated facial regions and enhancing the discrimination ability of expression features in the recognition process is indicated by the results, in addition to its convenience.     

信息熵加权的HOG特征提取算法研究

针对人脸图像中不同部位所含的信息熵不同,对识别的影响程度不同等因素,提出了一种信息熵加权的HOG特征提取方法。该算法将待识别的人脸图像进行分块,对分块后的图像进行HOG特征提取,计算每块图像所含的信息熵作为权重系数加到各个分块中形成新的HOG特征,通过PCA算法对特征进行降维,得到信息熵加权的HOG特征。通过在ORL和YALE实验结果表明,该算法相较于其他传统识别方法具有更高的识别精度和准确度,并且对于人脸在光照、姿态表情等干扰因素下均具有良好的有效性和鲁棒性。     

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CBP-TOP特征的人脸表情识别*

针对人脸表情时空域特征信息的有效提取,本文提出了一种CBP-TOP（Centralized Binary Patterns From Three Orthogonal Panels）特征和SVM分类器相结合的人脸表情识别新方法。该方法首先将原始图像序列进行图像预处理,包括人脸检测、图像截取和图像尺度归一化,然后用CBP-TOP算子对图像序列进行分块提取特征,最后采用SVM分类器进行表情识别。实验结果表明,该方法能更有效提取图像序列的运动特征和动态纹理信息,提高了表情识别的准确率。和VLBP特征相比, CBP-TOP特征在表情识别中具有更高的识别率和更快的识别速度。     

基于Bandlet和KW技术的移动应用面部情感识别

由于情感感知移动应用的智能性和用户易接受性,使情感感知移动应用不断增加。由于移动设备的处理能力有限,因此移动设备上的情感识别方法的算法实现应该实时和高效。提出了一个移动应用上的高精度和低计算复杂度的情感识别方法。在该方法中,人脸视频由智能手机的摄像头捕获,从视频中提取一些有代表性的帧,并且用一个人脸检测模块从这些帧中提取人脸区域。脸部区域被Bandlet变换处理,结果子波被划分为互不重叠的子块。计算每个块的局部二进制值模式的直方图,将所有块的直方图关联起来作为描述面部图像的特征集。用Kruskal-Wallis检验从面部图像特征集中选择最具优势的特征,将这些特征送入高斯混合模型分类器中进行情感识别。实验结果表明,该方法在一个合理的时间内实现了高识别精度。     

基于小波分解和优选的VLBP特征的表情识别方法*

提出一种基于小波分解和优选的VLBP特征的表情识别方法。该方法首先通过小波分解将原始图像分为几个不同频率的子图像来增强图像信息,然后用VLBP算子对不同频率的子图像运用不同的分块大小提取特征,采用神经网络贡献分析对特征进行选择,最后用SVM分类器进行识别。实验表明,该方法比单纯从原图像中提取VLBP特征更加有效,识别率更高,并且VLBP特征的提取速度快,可用于实时的人脸表情识别。     

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。