基于局部二元模式的面部表情识别研究

提出了一种基于局部二元模式（Local Binary Pattern,LBP）与支持向量机（SVM）相结合的面部表情识别方法。使用LBP算子对图像进行处理,对图像的模式进行统计形成面部表情特征;使用线性判别分析对表情特征进行降维处理;采用支持向量机对面部表情进行分类。用Matlab实现了上述方法,并在日本女性人脸表情（JAFFE）数据库上测试,取得了70.95%的识别率。     

基于高级局部二元模式直方图映射的表情识别

提出高级局部二元模式直方图映射(ALBPHP)方法,将标记信息完整且标记位置统一的高级局部二元模式(ALBP)直方图映射到局部保持投影(LPP)空间获得低维ALBPHP特征.相比于ALBP特征,ALBPHP特征不仅维数低而且在表征人脸图像时具有更强的鉴别力.在JAFFE和Cohn-Kanade两个人脸表情库上对ALBPHP和ALBP方法比较验证,结果表明:采用相同的分类器时ALBPHP的识别率总是高于ALBP.     

非对称方向性局部二值模式人脸表情识别

针对方向性局部二值模式（DLBP）在单尺度下获取图像纹理特征的不足,提出一种非对称方向性局部二值模式（AR-DLBP）多尺度多方向融合的表情识别算法。首先对人脸表情图像进行光照补偿预处理,消除光照、噪声的影响,分割出人脸及眉、眼、嘴局部表情关键区域,并计算出关键区域的贡献度（CM）;然后提取人脸及关键区域的异或-非对称方向性局部二值模式（XOR-AR-DLBP）直方图特征信息,并根据CM对关键区域直方图信息进行加权级联再与整幅人脸图像的特征信息进行融合;最后用SVM分类器进行表情分类识别。该算法在JAFFE库、CK库上仿真实验,分别取得95.71%、97.99%的平均识别率及112?ms、135?ms的平均识别时间,实验结果表明,该算法可以有效精确地完成人脸表情的分类识别。通过对表情图像光照补偿预处理及分割出表情的关键区域,并加权融合局部与整体特征,大大提高了特征的鉴别能力,与传统算法的对比实验,也表明该算法无论是在识别率还是在识别时间上,所得效果都是最好的。     

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。     

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。     

基于图像优化局部保留投影的人脸表情识别

提出了一种基于图像优化局部保留投影的人脸表情识别方法。该算法在降维过程中将图像结构信息融入到LPP目标函数中,称之为GOLPP。与LPP不同,GOLPP通过降维处理,获得图像结构信息的同时将投影最优化,这样可从原始表情数据中提取更具判决性的表情信息。基于JAFFE和CED-WYU（1.0）两个表情数据库的识别结果表明,基于GOLPP的特征提取方法能有效地提高识别率。     

基于多频域LBP-TOP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问题,提出一种多频域LBP-TOP与最大间隔球形支持向量机相结合的人脸表情识别算法。采用小波分解增强序列各帧的图像信息,对同频率的子图像序列提取分块改进的LBP-TOP特征,采用最大间隔球形支持向量机进行样本的训练及识别。实验结果证明,该方法能有效提取运动的表情特征,识别率高,同时符合实时性要求。     

基于改进MobileNet网络的人脸表情识别

针对轻量级卷积神经网络MobileNet应用于人脸表情识别实时性较差、最小输入尺寸较大、准确率不高等问题,提出一种改进的MobileNet网络模型——M-MobileNet(Modified MobileNet)。M-MobileNet具有比原网络更好的轻量级特性。该网络模型基于一种改进的深度可分离卷积层,不仅具有MobileNet模型中深度可分离卷积减少卷积计算量的特点,还解决了在深度卷积层后可能会导致信息丢失的问题。在分类器选择上,M-MobileNet使用线性支持向量机(SVM)进行人脸表情分类,参数量较MobileNet网络大大减少。在CK+、KDEF数据集及移动端上的实验证明,改进后的MobileNet网络模型具有更好的识别性能。     

基于二维多尺度局部Gabor二进制模式特征的表情识别

为了在独立于个体身份的面部表情识别中取得更加理想的效果,提出了一种基于二维多尺度局部Gabor二进制模式（MB-LGBP）特征的识别方法。对于表情识别而言,MB-LGBP已被证明了是一种局部和整体上都具有很强表征能力的描绘子。将MB-LGBP与灰度共现矩阵(GLCM)结合起来得到了可以更好地描述局部纹理空间结构特性的二维MB-LGBP特征。在识别中,分别选择了支持向量机（SVM）和基于卡方距离的K-最近邻（KNN）分类器,并对结果进行了比较。实验结果证明了二维MB-LGBP特征相比于MB-LGBP以及其他一些主要的表情识别特征的优越性。     

基于LBP和SVM的疼痛表情识别

对面部疼痛表情估计是疼痛评估中一条有效的途径,文中融合局部二元模式(LBP)分块加权和多尺度分区的特征提取方法用于面部疼痛表情识别.首先对预处理的图像在分块提取直方图后进行加权,然后采用多尺度分区直方图统计特征提取方法,串接不同尺寸分区块的直方图并级联分块加权的直方图为整个图像的特征向量,最后用主成分分析(PCA)的方...     

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。     

多级LBP直方图序列特征的人脸识别

人脸识别是当前人工智能和模式识别的研究热点。基于对小波分解和局部二进制模式(LBP)分析,提出了一种多级LBP直方图的序列特征 (M-HSLBP) 的提取方法。2维的小波分解具有对表情变化不敏感的特点,可以很好地压缩和表征人脸图像的特征;LBP是一种有效的纹理描述算子,使用多级可变大小的子窗口对小波变换后的图像进行扫描,对各级子图像进行改进LBP变换并形成多级LBP直方图序列特征,这种特征既能反映人脸局部特征又能反映其整体特征。径向基网络作为分类器具有很高的推广性能,有利于大容量样本的分类。在对人脸库ORL和YEL的识别实验中,该算法识别率达到98%以上,与传统算法相比,取得了更好的识别结果。     

基于LHBP多尺度向性滤波的文字检测算法

复杂光照条件和文字—背景的交融是自然场景图像中文字检测的主要难点。为解决该问题,提出了基于LHBP(local Haar binary pattern)多尺度向性滤波的文字检测算法。该算法首先采用对光强变化不敏感并具文字特征显式描述特点的LHBP模式的纹理描述算子;并在LHBP模式上采用多尺度向性滤波器MDF(multi-scale directional filtering)来确定候选文字区域;最后使用基于LHBP直方图的支持向量机法精确定位文字区域。实验结果表明,与其他主流算法相比,该算法能够去除复杂光照条件和文字—背景交融的影响,具有更好的性能。     

面向非特定表情的加权和稀疏分类方法

针对在非特定人脸表情识别中,表情纹理特征的利用率不高问题,提出了一种改进的加权局部二值模式（LBP）和稀疏表示相结合的人脸表情识别方法。为了有效利用面部器官的局部纹理信息,采用改进的加权LBP算子提取人脸局部纹理特征,然后用获取的特征值组成训练样本,最后根据稀疏表示理论进行表情分类。在 JAFFE和CK人脸库上的实验结果表明,该方法对非特定人脸表情的识别效果有了明显提高。     

基于2维保局投影的人脸识别

特征提取是人脸识别的一个重要研究领域，能否有效地提取判别特征是决定人脸识别算法好坏的关键。一般的人脸识别算法都是基于图像向量的，需要将2维人脸图像压缩成1维向量，这不仅破坏了像素之间原有的空间结构关系，而且转换后的向量维数过高。为了避免这种情况，提出了一种直接基于图像矩阵的人脸识别算法——2维保局投影算法。由于该算法是在保局投影的基础上进行扩展，使其可以直接面向2维图像矩阵进行处理，同时在构建相似矩阵的时候引入了样本类别信息，因而可有效地提取人脸图片的2维判别特征。另外还采用最小近邻分类器估算识别率。在AT＆T人脸库的实验结果表明，与Eigenface、Fisherface以及Laplacianface算法相比，该方法具有较好的识别率。     

基于多尺度局部二值模式的人脸识别

提出了一种基于多尺度局部二值模式的人脸识别方法.局部二值模式已经被证明是人脸表示的一种有效算子,不过由于其太小以至于鲁棒性不高.在多尺度局部二值模式中,计算是基于块子区域的平均值,而不是基于单个像素值进行的.人脸图像首先被分成小的子区域,具有不同权值的BLBP算子抽取每一子区域的直方图,然后把它们连接起来,组成一个空域增强的特征直方图.在X~2统计量作为不相似度量计算的特征空间里,采用最近邻分类器完成分类识别.实验表明,该方法优于其它的基于LBP的人脸识别算法.     

基于DWT-DCT-SVM的人脸表情识别

提出了一种基于二维离散小波一离散余弦变换-支持向量机（DWT-DCT-SVM）面部表情识别算法。该算法先利用DWT在不明显损失图像信息的基础上对表情图像进行变换,变换后的图像数据量大大减少。再利用DCT提取代表原图像绝大部分能量的数据作为表情特征矢量,最后利用SVM来识别。实验表明：本算法提取的500个数据长度的表情矢量在一定条件下能较准确地识别出通用的6种表情,但是泛化性能较差。     

基于LBP和PCA机器学习的手势识别算法

为解决听力障碍者与无障碍者的信息交流问题,对哑语手势自动识别技术进行研究;提出了一种改进的手势识别算法;首先通过YUV肤色分割、图像差分、连通域检测等算法进行预处理,获取完整的手型区域图像;然后对手型的二值图像进行轮廓检测,采用LBP变换与主成分分析进行特征提取与压缩;最后运用支持向量机的机器学习算法构建分类器,对哑语手势进行分类识别;通过对630张手势图像进行实验,结果表明,提出的算法有效提高了识别率与速度,识别率达到94.22％,速度达到0.29s/幅,可以满足哑语交流的实时性要求.