基于多级纹理特征的深度信念网络人脸识别算法

为解决人脸特征提取过程中局部特征缺失的问题,借助局部二值模式(LBP)与方向梯度直方图(HOG)提出一种基于多级纹理特征融合的深度信念网络人脸识别算法。以提取局部纹理特征以及边缘纹理特征为出发点,对人脸图像进行三级纹理特征提取。使用MB-LBP提取初级纹理特征;在此基础上进行改进的CS-LBP图像特征提取作为二级纹理特征;使用HOG算子在二级纹理特征上完成三级纹理特征提取。将二级和三级纹理特征直方图顺序串联融合后输入到深度信念网络(DBN)逐层贪婪训练,优化网络参数,并用优化的网络在ORL、YELA人脸标准库中进行测试,识别率均在92%以上。该算法与传统算法(SVM、PCA)相比较拥有更好的人脸识别效果,同时也表明了局部纹理特征的改善为识别过程的特征提取提供强有力的保障,为人脸识别的进一步研究开拓新思路。     

基于NSCT子带融合特征的纹理材质分类

由于图像纹理特征具有复杂且没有规律的特点,单一的纹理特征提取算法不能充分地描述图像纹理。因此,提出基于NSCT的高低频子带的CS-LBP和Tamura融合特征的纹理分类方法。此外,对CS-LBP算法进行了优化,得到DCS-LEBP,在提取了图像局部边缘特征信息的基础上又加入了低频信息,提高了算法的抗噪性和特征提取的全面性。融合的纹理特征通过支持向量机(SVM)进行分类识别,实验结果表明,该方法能够提取多尺度、多方向的纹理特征,提高了分类精度,并且优化的DCS-LEBP算法比原算法性能更加优秀。     

基于多通道Gabor滤波与CS-LBP的人脸识别方法

近来,局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)在人脸识别中取得了成功应用。然而,LBP提取的特征维数通常很高。而中心对称局部二值模式(Center-Symmetric Local Binary Pattern,CS-LBP)采用中心对称思想对图像进行编码,能够显著降低提取的特征的维数。为此,将CS-LBP应用于人脸图像特征提取,并结合多通道Gabor滤波,提出了基于多通道Gabor滤波与CS-LBP的人脸识别算法。在Yale,ORL,FETER标准人脸库上的实验结果表明,相比局部二值模式,CS-LBP以提取更少的特征维数取得了相当的识别率,并且,基于多通道Gabor滤波的CS-LBP能显著提高识别精度。     

基于距离限定优化的人脸识别

针对现有人脸识别方法对人脸角度、表情、姿态等因素较为敏感且准确率低的问题,提出了一种基于距离限定优化算法的人脸识别模型。该模型对人脸识别方法的改进有两点：a)利用LBP算子提取人脸图像纹理谱特征图,然后与原始人脸图像的R、G、B通道进行融合,将融合后的图像矩阵作为神经网络的输入,丰富了人脸的纹理特征;b)对误差函数进行改进,使用阈值和边界值约束特征向量的距离,对模型构建新的优化目标,使得相同对象的人脸图像在特征空间中具有较小的欧氏距离,不同对象的人脸图像在特征空间中具有较大的欧氏距离。通过在非限制场景下的LFW人脸库上进行实验,表明该模型准确率分别达到99.15%,能有效地提高人脸识别准确率,具有很好的鲁棒性。     

二维Gabor特征与三维NP-3DHOG特征融合的人脸识别算法

基于二维图像的人脸识别算法提取人脸纹理特征进行识别,但是光照、表情、人脸姿态等会对其产生不利影响。三维人脸特征能更精确地描述人脸的几何结构,并且不易受化妆和光照的影响,但只采用三维人脸数据进行人脸识别又缺少人脸纹理信息,因此文中将二维人脸特征与三维人脸特征相融合进行人脸识别。采用基于Gabor变换的二维特征与基于新的分块策略的三维梯度直方图特征相融合的算法进行人脸识别。首先,提取二维人脸的Gabor特征;然后,提取三维人脸基于新的分块策略的三维梯度直方图特征,旨在提取人脸的可辨别性特征;接下来,对二维人脸特征与三维人脸特征分别使用线性判别分析子空间算法进行训练,并使用加法原则融合两种特征的相似度矩阵;最后,输出识别结果。     

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。     

融合二阶HOG与CS-LBP的头部姿态估计

针对头部姿态估计受光照变化、表情、噪声干扰等因素影响导致识别率低的问题,提出一种融合二阶梯度方向直方图(HOG)和中心对称局部二值模式(CS-LBP)特征的姿态特征,用于单帧图像的头部姿态估计。采用二阶HOG对人脸图像进行形状信息提取,得到人脸的轮廓特征;用CS-LBP进行局部纹理信息的提取,通过将二阶HOG提取的轮廓特征和CS-LBP提取的纹理特征进行融合,得到更有效的人脸特征;将融合的姿态特征通过核主成分分析(KPCA)变换非线性映射到高维核空间中,抽取其主元特征分量,采用支持向量机(SVM)分类器进行姿态估计。实验结果表明,方法和HOG、LBP、二阶HOG、CS-LBP方法相比有更高的分类准确率,对光照的变化有很好的鲁棒性。     

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。     

融合LTP与Fisherfaces的分块人脸识别

提出一种融合局部三值模式(LTP)和Fisherfaces进行人脸识别的方法,运用LTP算子提取分块人脸灰度图像的LTP直方图序列,采用Fisherfaces方法对采样后的特征进行特征选择,根据最近邻原则进行识别。该算法不仅能提取人脸纹理信息,大幅降低训练数据量,而且数据量的维数与原始图像大小无关。在ORL和YALE标准人脸数据库上的实验结果表明,该方法具有较高的识别率。     

拉普拉斯滤波结合CS-LBP的单样本人脸识别

针对传统的人脸识别算法在单训练样本的情况下识别率不佳的情况,提出一种结合拉普拉斯滤波与中心对称局部二值模式的人脸识别算法（LFCLBP）。对原始人脸图像进行拉普拉斯滤波处理;然后对图像提取梯度幅值和梯度相位信息,对梯度幅值用CS-LBP算子编码,再将梯度相位量化到16个区间进行编码,将二者融合成人脸图像的LFCLBP特征;分块统计直方图特征,将所有分块的直方图串联起来作为人脸图像的特征向量,并用最近邻分类器识别。在YALE人脸库和AR人脸库上进行测试,测试结果表明该算法有效,在光照变化、表情变化和部分遮挡等环境下对单样本人脸图像具有较好的识别效果。     

基于2维偏最小二乘法的图像局部特征提取及其在面部表情识别中的应用

为了更有效地提取图像的局部特征,提出了一种基于2维偏最小二乘法(two-dimensional partial leastsquare,2DPLS)的图像局部特征提取方法,并将其应用于面部表情识别中。该方法首先利用局部二元模式(localbinary pattern,LBP)算子提取一幅图像中所有子块的纹理特征,并将其组合成局部纹理特征矩阵。由于样本图像被转化为局部纹理特征矩阵,因此可将传统PLS方法推广为2DPLS方法,用来提取其中的判别信息。2DPLS方法通过对类成员关系矩阵的构造进行相应的修改,使其适应样本的矩阵形式,并能体现出人脸局部信息重要性的差异。同时,对于类成员关系协方差矩阵的奇异性问题,也推导出了其广义逆的解析解。基于JAFFE人脸表情库的实验结果表明,该方法不但可以有效地提取图像局部特征,并能取得良好的表情识别效果。     

基于改进型LBP算法的植物叶片图像识别研究

为了解决LBP算法抽取的纹理特征仅考虑了邻域像素的特征,忽略关键的局部和全局特征的问题,提出一种基于改进型LBP算法的WCM-LBP植物叶片图像特征提取方法。该算法融合了加权局部均值算法WRM-LBP和加权全局均值算法WOM-LBP,通过提取叶片基于区域的关键几何特征和纹理特征对LBP特征描述符进行加权改造,并采用加权局部均值和加权全局均值代替传统的中心像素点,最后将叶片图像的R、G和B通道颜色分量和灰度值作为特征输入矩阵进行图像分析。该算法结合特征加权的模糊半监督聚类算法（SFFD）应用于经典的Flavia、Swedish、Foliage以及自测图片集等4种植物叶片图像数据集中进行实验。实验结果表明,该算法具有很强的鲁棒性,能够有效区分机器视觉下植物叶片图像的关键性识别特征,有效解决叶片图像的分类识别中关键特征的描述问题。     

分块LBP的素描人脸识别

目的 素描人脸识别属于异质人脸识别范畴,是刑侦领域的研究热点.根据素描人脸识别的特点,采用分块局部二值模式(LBP)特征,并用AdaBoost算法提取能有效鉴别素描人脸图像和可见光人脸图像对应关系的特征块.方法 对素描图像和可见光图像配准后,进行分块处理,计算每块的LBP直方图,将LBP直方图作为AdaBoost待选择特征.计算素描图像子块与可见光图像子块之间的Log概率统计,利用AdaBoost算法进行特征提取,逐步挑选能有效识别的特征子块,并把这些优选特征子块用于未知素描人脸识别.结果 利用现有的素描人脸库,分别进行非交叉和交叉实验验证,识别率分别达到99％以及100％,证明了本文算法的有效性.结论 该算法经优化后,可用于素描人脸识别.     

基于多种LBP特征集成学习的人脸识别*

单一的特征与分类器只能对限定条件下的人脸进行较好的识别,当在非限定条件下(如光照、背景等发生变化时)将出现人脸识别率较低问题,针对该问题,提出了一种基于多种局部二进制特征集成学习的人脸识别算法。首先,使用监督梯度下降法 (SDM)对人脸特征点定位,应用中心对称局部二进制(CSLBP)算子提取每个特征点邻域特征,将所有人脸特征点邻域特征合成为精细的纹理特征;同时运用分区LBP直方图算法提取人脸区域的微观空间结构特征;然后,使用K最近邻算法(KNN)和支持向量机(SVM)分别训练这两种特征,得到类别排序列表和投票决策矩阵;最后,利用加权求和的规则融合决策矩阵,构成最优集成分类器,从而得到输出类别。通过在非限制性人脸库LFW上实验结果表明,所提算法采用集成的方法明显优于单一的特征和分类器。     

基于纹理特征融合的人脸表情识别

局部二值模式(LBP)和韦伯局部描述算子(WLD)是两种图像的纹理描述算子,在图像的特征提取方面有较强的能力。为了更加准确地对人脸表情进行识别与分类,针对LBP在特征提取的过程中只考虑了中心像素点与周围的其他像素点的灰度值之差,WLD仅考虑中心像素点与周围像素点灰度值之间的激励强度与梯度方向关系的问题,提出一种新的特征提取算法—局部二值韦伯模式(LBWP)。首先对图像进行预处理,检验人脸和裁剪有效的表情区域,接着对图像进行LBWP特征提取,在特征提取之后采用SVM的分类器对表情进行识别和分类。该算法在CK+数据集和JAFFE数据集上进行实验仿真,识别率分别达到了97.14%和95.77%。实验结果验证了LBWP算法在表情识别方面的有效性,且丰富了人脸图像特征提取方法。     

偏振编码方式的LDP人脸识别算法

目的 局部二值模式(LBP)作为一种简单高效的纹理特征描述算子,被广泛地应用在纹理分类和人脸识别中。针对LBP及其改进算法局部导数模式(LDP)对噪声敏感的问题,以及仅利用局部像素差分的符号信息进行二值量化提取的纹理特征信息单一的问题,提出一种基于偏振编码方式的LDP改进算法。方法 首先,提取改进的LDP局部一阶差分信息;然后,构建人脸Stokes矢量图像;其次,按照偏振方位角的编码方式提取人脸图像的多方向纹理特征;最后,分块加权统计各子块的直方图向量得到最终的人脸特征向量。结果 在ORL和YALE两个人脸库中进行实验,得到97.4%,92.22%的正确识别率,所用时间与LBP和LDP算法相差无几。当样本数目较大时,复杂度低于LBP方法。在存在高斯噪声和椒盐噪声的情况下,分别得到了93.88%、86.27%和96.13%、84.71%的识别率,均高于LBP算法和LDP算法。结论 本文提出的偏振编码方式的人脸识别算法提取的人脸纹理特征更加丰富,即使在噪声干扰下仍具有较高的识别率,并且对于其他的纹理分类、目标识别也具有一定的参考价值。     

自适应加权融合显著性结构张量和LBP的表情识别

针对局部二值模式（Local Binary Pattern，LBP）提取纹理特征时忽略了图像的局部结构信息问题，提出一种自适应加权融合显著性结构张量和LBP的表情识别算法。该算法通过对整幅图片进行显著性区域检测得到全局显著图来消除细小的纹理和噪声。在显著图的基础上进一步提取两种显著性纹理特征，根据每种特征信息熵的贡献度来作为特征向量的加权依据。利用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）进行表情图像的分类。实验结果表明，自适应加权融合的两种纹理特征能够较好地描述人脸的特征，有效地提高表情识别率。