类别均衡与局部中值损失联合监督的自然场景人脸表情识别

近年来,卷积神经网络在实验室控制环境下的人脸表情识别任务中取得了很大进步,但是在自然场景中人脸表情识别方面仍然存在一些挑战.针对自然场景中人脸表情数据分布不平衡,以及由姿势、光照和性别等因素引起的类内差异大的问题,提出类别均衡与局部中值(class-balancedandlocalmedian,CALM)损失函数.CALM损失函数包含类别均衡Softmax损失函数和局部中值损失函数2个部分.其中,类别均衡Softmax损失函数将数据量较少且容易错分的害怕和厌恶2种表情标记为难样本,将其余5种表情标记为易样本;在网络训练过程中对难样本自适应地增大权重,以提高难样本的识别准确率,进而提高表情识别的平均准确率.此外,在每个类别中会有一些离类别内大多数样本较远的样本,它们的存在会导致用均值方法计算出的类别中心偏离类内大多数样本.在局部中值损失函数中,采用与每个样本属于同类别的若干近邻的中值作为类别中心,在一定程度上减弱离群样本对类别中心选择的影响.在RAF(real-worldaffectivefaces)数据集上进行实验,与局部子类方法相比,该方法的平均识别准确率提升了1.32%,证明了该方法的有效性.     

基于卷积神经网络的跨年龄人脸识别系统研究

对年龄跨度具有鲁棒性的人脸识别系统在实际中具有广泛的应用,年龄的变化对人脸面部特征具有显著的影响,会导致人脸识别的准确率下降。提出一种基于卷积神经网络的跨年龄人脸识别系统,包含人脸检测、人脸预处理、卷积神经网络提取特征、期望最大化(EM)算法和余弦距离等部分。采用EM算法计算出身份特征,使得人脸识别系统对年龄变化具有鲁棒性。在MORPH-II和FG-NET跨年龄数据库中进行仿真实验,验证了人脸识别系统的有效性。     

基于人脸识别技术的人流智能分析系统

笔者提出了一种人流智能分析系统,其功能包括人脸检测、人脸性别年龄分析、人脸出现时长分析、人脸表情分析以及人脸总数统计。本研究基于机器学习的人脸开源库,采用多特征提取与卷积神经网络相结合,训练出可以同时进行人脸性别年龄分析、人脸出现时长分析和人脸表情分析的人流智能分析模型,再结合MySQL数据库进行有效统计并生成人流信息数据报表。该技术可被推广到各类经销商铺,来实现对客户特征信息的提取收集及人流动态数据统计。     

基于深度概率图模型的鲁棒人脸画像合成

针对基于数据驱动的人脸画像合成算法像素特征缺乏对光照变化和复杂背景的鲁棒性,常合成低质量的画像的问题,文中提出基于深度概率图模型的鲁棒人脸画像合成算法.采用预处理方法调整测试照片的光照亮度和人脸姿态,使之与训练照片一致.采用深度特征代替像素特征进行近邻匹配,采用深度概率图模型对画像重建权重和深度特征权重联合建模,得到合成画像的最佳重构表示.为了提高画像合成速度,提出快速近邻搜索方法.实验验证文中算法的鲁棒性和快速性.     

基于卷积神经网络的表情识别

在传统静态表情识别研究基础上,提出一种简单的人脸裁剪方法,再用浅层卷积神经网络进一步提取特征并进行表情识别。以CK+和JAFFE为实验数据集,进行预处理效果对比实验、数据增强实验、单种表情识别实验和跨数据集六分类实验。结果表明,针对数据量较少的情况,提出的表情识别方法效果明显且鲁棒性更优。     

一种改进的Condensation人脸特征点跟踪算法

Condensation跟踪算法只能完成一些简单的目标跟踪。由于人脸容易出现被遮挡,姿态和表情也经常发生变化,导致人脸特征点极易跟踪失败。针对这些复杂变化,提出一种改进的Condensation人脸特征点跟踪算法。该算法对跟踪的特征点利用增量PCA方法实现特征基和均值的在线更新,同时,加入一个遗忘因子,使得在新样本的更新过程中,考虑了旧样本的存在,更新了均值。实验证明,该算法可以有效地克服复杂变化带来的影响,实现了人脸特征点的准确跟踪。