基于人脸画像的伪照片合成及修正

提出一种基于人脸画像的伪照片合成及修正方法,该方法包括人脸伪照片的合成、增强以及局部修正3个部分。首先,应用局部本征变换(LET)方法合成人脸伪照片的初始估计。然后,提取人脸画像的边缘和纹理信息对人脸伪照片进行增强以改善合成结果的视觉效果。最后,通过移动最小二乘法对伪照片局部合成错误进行修正。在CUHK student人脸画像库上进行了实验,对转换结果与真实人脸照片进行了比较。结果表明:提出的方法可以有效地合成人脸伪照片,对人脸伪照片能够进行有效增强和修正,且在修正局部合成错误的同时能够保证整体相似度不会下降。由于本文的方法只涉及到局部区域的变形,所以不需要依靠神经网络来预测输出结果中控制点的目标位置,从而降低了计算的复杂度。     

素描梯度方向直方图用于人脸画像识别

为有效提取人脸画像的轮廓信息,首先提出素描算子,使人脸画像的梯度幅值图像清晰、厚重,由此形成素描梯度方向直方图(S-HOG)描述子。其次优化S-HOG描述子的主要参数,提升S-HOG描述子的图像信息表达能力。针对缺乏实验用人脸刑侦画像库问题,建立了由不同画家完成的多风格人脸画像(MSFS)库,用于模拟人脸刑侦画像库。最后,在MSFS库、人脸观察画像库、PRIP人脸合成画像库上与尺度不变特征转换(SIFT)描述子、统一局部二值模式(ULBP)描述子及HOG描述子进行了比较实验。结果表明:在人脸观察画像库上,提出的S-HOG描述子比SIFT、HOG和ULBP描述子的识别率提高5.14%、3.22%和68.81%。在MSFS库上,分别提高14%、5.5%和26.5%。在PRIP库上,分别提高6.15%、4.06%和9.75%。     

一种仿生的人脸不变特征提取方法

为了提高基于子空间算法的人脸识别的识别率,提出一种仿生的人脸不变特征提取方法.通过模拟初级视皮层(V1)的信息处理机制,构建一个二层结构的分层网络提取人脸图像的不变特征.网络的第1层模拟Vl简单细胞的功能,通过稀疏编码方法学习获得一组类似Vl简单细胞的滤波器,利用该组滤波器提取图像的光照不变特征;第2层模拟V1复杂细胞的功能,通过局部极大值运算对第1层的输出在空间和尺度邻域内进行合并,得到对光照、表情、轻微姿态变化和面部局部细节变化具有鲁棒性的人脸不变特征.以此不变特征代替原始人脸图像作为子空间算法的输入,从而提高识别率.在FERET和ORL人脸库上的实验表明,相对于直接使用子空间算法,方法将识别率提高了4.95%～20.35%.     

基于全局特征与局部特征的图像分级匹配算法研究及应用

移动机器人基于拓扑地图导航时要求图像特征提取与匹配算法具有高的精度和鲁棒性、良好的实时性,针对此,提出了基于全局特征和局部特征的图像分级匹配算法。首先对输入的待匹配图像应用改进的形状上下文算法提取全局特征与图像库中图像进行遍历粗匹配,得到与当前待匹配图像相似度最高的3幅图像并构建临时图像库;然后利用改进的SIFT算法提取输入图像局部特征与临时图像库中3幅图像的局部特征进行精确匹配,最终得到与待匹配图像相似度最高的图像作为匹配结果输出。所提出的图像分级匹配算法将基于全局特征的改进形状上下文算法和基于局部特征的改进SIFT算法相结合,从而达到优势互补的目的。实验结果表明,该算法在机器人基于拓扑地图导航过程中有效地提高了图像匹配效率,缩短了运行时间。     

基于关键点的由粗到精三维人脸特征点定位

提出了一个基于关键点由粗到精的三维人脸特征点定位算法,该算法将人脸特征点定位分为关键点检测和标记两个独立的子问题。为了更好地在三维人脸上提取关键点,该算法提出了一个关键点检测方法:1)使用深度图和监督下降算法得到三维人脸特征点的粗略位置,提取特征点粗略位置的邻域作为关键点区域;2)提出了一种结合多个局部描述子的方法,对关键点区域内人脸点集的子集进行筛选,提取出关键点。在特征点标记阶段,使用关键点集生成候选特征点组合,选择与特征点模型匹配程度最高的组合,将组合中的候选点标记为特征点。基于FRGC v2.0和Bosphorus数据集对算法进行了实验评估,并与一些经典方法的结果进行了对比分析。FRGC v2.0库上的特征点的平均误差为2.85～3.81 mm,总体检测成功率为96.5%,其中中性、温和以及极端表情下检测成功率分别为97.5%、97.0%和93.3%。Bosphorus库上3种姿态下的检测成功率分别是92%、95%和88%。实验结果表明,该算法具有较好的精度和效率,对表情和小幅度的姿态变化具有较好的鲁棒性。     

分数次幂多项式核函数在核直接判别式分析中的应用

提出了在核直接判别式分析(KDDA)中采用分数次幂多项式核函数的方法,并在ORL人脸库中对多头部姿态、尺度等变化进行了实验.实验结果表明,采用分数次幂多项式核函数比采用整数次幂多项式核函数时的KDDA误识别率明显要低(取36个特征数时,误识别率低2%),且随着使用的特征数不断减少,这种优势愈加明显.实验充分证实了在KDDA中采用分数次幂多项式核函数的有效性及其对人脸的光照、头部姿态、面部表情等变化的鲁棒性.     

基于软组件的制造执行系统的实现策略

提出了将人工智能的框架表示作为组件的描述方法，在组件库中以框架表示为单元对组件进行分类存储。基于框架继承和关联特性，建立组件的搜索匹配算法，实现在种类繁多的组件库中快速检索和匹配满足组件要求的功能。采用代理技术，在语义和功能上满足组件在制造执行系统平台上的组装。最后以实例检验了上述方法的可行性。     

基于多尺度分析的人脸识别算法研究

针对传统的人脸识别算法易受光照等因素影响的缺点,提出了一种基于多尺度分析的人脸识别算法。首先,对采集到的人脸图像进行预处理,去除噪声,减弱无用信息,增强有用信息;然后,在粗尺度上采用形态学梯度边缘检测算法对人脸轮廓进行提取,缩小人脸库的搜索范围;最后,在细尺度上对人脸的不变特征进行提取,采用Harris角点检测算法对在粗尺度上得到的边缘图像进行特征提取,减少计算量,提高了识别速度。在所拍摄的人脸库上对算法进行验证,实验表明,对易于进行轮廓提取的人脸图像的识别速度较快,精度较高。     

基于特征匹配的螺柱视觉识别方法研究

提出了一种基于特征匹配的螺柱视觉识别方法。该方法将螺柱识别与定位过程分为两步:训练和识别。在训练阶段,完成螺柱样本特征库的建立;在识别阶段,检测待识别图像中螺柱的类型和位姿数据,为分拣提供准确的螺柱类别及抓取位置信息。实验结果表明,该方法能够对视场范围内任意摆放螺柱实现准确识别与定位。     

支持向量机技术在人脸识别考勤机上的应用

以人脸识别考勤机为硬件基础,在Vertex—Ⅱ平台下,通过从实时图像中识别出面部特征。该技术介绍了一个根据视频图像对面部特征进行识别实时的方法,并使用一个自动的面部特征跟踪方法对面部进行定位和特征抽取,提取的面部特征作为支持向量机分类器的输入。实验证明,该方法能够有效的提高考勤机对人脸的识别准确度。     

基于层次的草图检索框架

手绘草图是人类最自然的人机交互方式，在笔式计算模式下手绘草图将得到越来越多的应用，手绘草图的检索也成为一个新的课题。一幅草图可以包括手写的注释、符号、文档中的评注等。将手绘草图存储到数据库中，供用户检索使用将非常有意义。提出了一种对草图进行简化并按草图的层次进行匹配的检索方法；该方法先对草图中的阴影区域或由复杂笔划组成的区域进行自动探测，然后将其简化为一个超笔划。在匹配阶段，将不同特征空间上的相似度与基于层次的相似度合并即为最后的相似度；然后将具有最高相似度的结果集返回给用户。     

基于层次的草图检索框架

手绘草图是人类最自然的人机交互方式,在笔式计算模式下手绘草图将得到越来越多的应用,手绘草图的检索也成为一个新的课题。一幅草图可以包括手写的注释、符号、文档中的评注等。将手绘草图存储到数据库中,供用户检索使用将非常有意义。提出了一种对草图进行简化并按草图的层次进行匹配的检索方法;该方法先对草图中的阴影区域或由复杂笔划组成的区域进行自动探测,然后将其简化为一个超笔划。在匹配阶段,将不同特征空间上的相似度与基于层次的相似度合并即为最后的相似度;然后将具有最高相似度的结果集返回给用户。     

铸件缺陷分析专家系统的研究

将专家系统理论与数据库技术相结合,以国际铸造技术协会国际委员会CIATF的铸件缺陷分类体系为基础,开发了一套铸件缺陷分析专家系统。该系统以示意图和缺陷图片等作为识别向导,通过友好的用户界面可实现7大类、112种铸件缺陷的识别,进行缺陷原因诊断并提出防止铸造缺陷的对策建议;利用知识获取和系统维护模块,可以维护和扩充系统知识,不断完善系统,使其更加符合各企业的实际情况。     

机械运动方案知识库的建立和机构自动化型综合

用数据标准化技术和组合分类法对概念设计运动行为—结构映射域中的运动行为知识和机构知识进行合理分类,并建立相应的计算机编码和存储原则,使得机械运动方案在求解的初期快速高效地构建满足基本运动特性的初步解集合。然后采用启发式运动行为匹配传播原理和匹配传播真值表进行机构型综合,建立了基于启发式运动行为匹配传播原理的机械运动方案自动化知识库推理系统,通过深度优先搜索策略,按自顶向下的设计流程在4个层次上进行匹配,符合设计者创新思维的规律。如果较高一级的匹配不成功,则自动转为下一等级的匹配。根据匹配传播真值表,运动行为ID中非零元素值(如“2”或“3”)一旦在匹配过程中出现,则一直会传播下去,保留在最终的搜索结果编码中,匹配传播原理的启发式机制将复杂运动需求分解为简单的运动需求后进行求解,从而实现了自顶向下的复杂运动需求的求解。更有利于计算机辅助自动求解过程的实现。最后列举了实例证明方法的实用、可行。     

配光镜折射单元倾斜角的测量和拟合函数

本文提出一种自动、快速测量配光镜折射单元倾斜角的方法,并采用曲线拟合方法,确定出倾斜角的函数表达式。结果表明,构成配光镜的折射单元不能简单看成是棱镜,每个折射单元的表面是一个曲面。这一结论对研究车灯配光性质,并以此为基础,建立起配光镜设计模型,具有明显的实际意义。     

一种智能摄像机网络中重叠区域的快速探测方法

重叠区域探测是构建多摄像机传感网络的一个基本问题。多摄像机协作视觉分析任务中，摄像机必须知道相互位置关系。本文提出了一个基于图像匹配快速重叠探测方法，该方法适用于非标定的摄像机网络。该方法利用关键点的局部图像描述匹配完成重叠区域标定。其中关键点探测使用了最新的SURF（speedup robust feature）算法，该方法适用于实时计算。局部图像描述采用简单易算的LPB统计直方图，该局部图像描述具备光照，旋转不变特征。本文在实际的智能摄像机网络进行了测试，取得了良好的效果。     

基于标记点的图像特征匹配的鲁棒算法

提出了基于标记点的图像特征匹配的鲁棒算法，该算法采用编码点和非编码点等标记点的方式。与已有方法相比较，该方法有两个主要特点：①首先用编码点的ID进行两幅图像间编码点的对应匹配，然后从已匹配的编码点开始，进行非编码点的匹配；②采用标记点的亚像素定位方法，提高了三维重建精度。实验结果表明，该算法既有非常高的正确匹配率，又有很高的三维重建精度。     

基于改进的快速独立分量分析与支持向量机的ECG分类诊断

提出了一种改进快速独立分量分析与支持向量机相结合的新型心电图分类方法.利用埃特金加速法对快速独立分量分析算法的核心迭代过程进行改造,得到改进的快速独立分量分析算法,减少了迭代次数,提高了算法的收敛速度.新方法运用改进的快速独立分量分析算法提取心电图数据的特征向量,并通过支持向量机实现心电图信号的分类.对取自MIT/BH数据库的7种不同心脏状况的心电图数据进行实验,结果表明该方法整体识别率达到98.8%,改进的快速独立分量分析算法所需迭代时间比现有的快速独立分量分析算法减少48%.     

基于PCHIP-LMD的虹膜识别方法

针对虹膜识别经验模态分解(EMD)和局部均值分解(LMD)方法具有无法兼顾分解速度和包含小误差的缺点,提出了将分段三次Hermite多项式插值引入 局部均值分解(PCHIP-LMD)的虹膜识别方法来提高识别准确率。针对虹膜纹理的分布特性,利用PCHIP-LMD对归一化的虹膜图像逐行分解,得到不同尺度的分量图像;通过提取有效的分量图像将其二值化为特征图像。然后用Hamming距离对特征图像进行移位匹配,得到匹配向量。最后计算匹配向量的改进标准差,用此标准差进行虹膜识别。对CASIA1.0、CASIA2.0、CASIA3.0-Interval、MMU1图像库进行了识别试验, 结果显示识别率分别达到了99.968 1%、99.884 5%、99.993 7%、99.878 2%。实验结果表明：该方法消除了虹膜特征提取时的高频噪声,有效提取了图像的二值特征,与EMD和LMD方法相比,识别速度,识别准确率和鲁棒性均有极大提高。     

基于网络数据库三维参数化标准件库的研究和开发

介绍了运行于多种三雏参数化CAD平台下，基于网络数据库的标准件库系统的体系结构设计，实现了CAD平台下标准件的分类、设计和校核。对数据库设计、标准分类方法和参数匹配算法的设计等若干关键技术进行了论述。最后给出Pro／E平台下的运行实例，验证了该系统实现标准件设计的快速性、通用性。