基于Uniform LBP和DMMA的单样本人脸识别

在单样本人脸识别系统中,为了获得更好的人脸面部特征,提出了一种融合Uniform LBP特征和多流形判别分析（Discriminative Multi-Manifold Analysis,DMMA）的特征提取方法。对每幅人脸图像进行分块构成一个子集。使用统一局部二值模式（Uniform LBP）算子提取每个子集中图像的直方图,每个子集中的直方图形成一个统计流形,应用DMMA算法获得人脸图像的低维特征。采用基于重建的流形-流形间的距离识别未知的人脸图像。在AR数据库和ORL数据库上实验结果表明,该算法的识别性能优于一般的DMMA算法。     

基于图像分块和特征选择的单训练样本人脸识别

为了提高人脸识别的正确率,针对单样本人脸识别训练样本存在的缺陷,提出一种基于图像分块和特征选择的单样本人脸识别算法。首先将人脸图像划分成子块,并分别提取各子块的特征,连接成人脸图像特征向量,然后采用多流形判断分析算法选择对人脸识别结果贡献较大的特征。最后计算采用支持向量机对人脸进行识别,并采用Yale B和PIE人脸库对本文人脸算法的有效性和优越性进行仿真测试。仿真结果表明,相对于当前典型人脸识别算法,该算法提高了人脸识别正确率,获得了更加理想的人脸识别效果。     

基于HOG和DMMA的单样本人脸识别

为了提取复杂环境下人脸图像的有效特征,提出了一种结合DMMA(discriminative multi-manifold analysis)和方向梯度直方图(HOG)特征提取算法,利用了一种新的自适应方法计算子图像块的相似度。在DMMA算法中,将一幅样本图像分为不重叠的子图像块后,对每一个小块使用HOG算子进行处理,处理后形成一个统计流形,然后进行特征提取,利用基于重建的流形—流形间的距离最近邻方法进行分类识别。在AR人脸库和FERET人脸库上的实验结果表明,该算法对人脸图像的光照和几何变化比传统的DMMA算法识别性能更好。     

自适应加权多尺度LTP的人脸识别

为克服人脸表情、光照变化等对图像中人脸识别结果的影响,提出一种自适应加权多尺度LTP的人脸识别算法。采用多尺度小波分析对人脸图像进行二级分解,将分解的一、二级逼近图像划分成互不重叠的子块,利用LTP算子提取每个子块的LTP纹理直方图;将各个子块图像的信息熵作为直方图加权的依据,对每个子块对应的直方图进行自适应加权,将所有子块的直方图连接成最终的纹理特征;使用卡方距离度量特征之间的相似度,用最近邻分类器实现分类识别。在YALE和AR两个标准人脸库上的实验结果表明,自适应加权多尺度LTP算子能够较好地描述人脸纹理特征,对表情变化和光照变化的人脸不敏感,有效提高了人脸识别率。     

离散余弦变换和支持向量机相融合的人脸识别

针对复杂条件下人脸识别性能低的难题,提出一种离散余弦变换和支持向量机相融合的人脸识别方法。首先将图像划分成子块,并采用对比度限制自适应直方图均衡算法对子块进行去噪处理;然后采用低频离散余弦变换系数来消除人脸图像中的光照变化;最后提取人脸特征,并采用支持向量机进行人脸识别。在多个人脸上进行仿真实验,结果表明,相比典型人脸识别方法,该方法不仅提高了人脸识别的正确率,同时减少了人脸识别时间,还提高了识别效率。     

基于改进局部方向模式特征的人脸识别算法

为了提高人脸识别率和效率,提出一种改进局部方向模式特征的人脸识别算法。首先将人脸图像分割成若干不重叠的子块,采用改进局部方向模式算法提取每个子块特征,然后对所有子块的特征进行连接,构成人脸图像的特征向量,最后采用最小二乘支持向机对人脸图像进行识别。在多个人脸库上进行仿真实验,结果表明,该算法获得了比传统算法更高的人脸识别率,而且加快了运行时间,较好地满足人脸识别实时性要求。     

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。     

基于双向梯度中心对称局部二值模式的单样本人脸识别

针对单样本情况下传统人脸识别方法识别效果不佳的问题,提出一种双向梯度中心对称局部二值模式(BGCSBP)的单样本人脸识别算法.首先获取人脸水平和垂直方向的梯度信息,并将其用CS-LBP算子进行编码;然后将二者融合成人脸的BGCSBP特征,再通过分块统计直方图的方式得到人脸的直方图特征;最后采用直方图相交进行分类识别.在CAS-PEAL,Extend Yale B和AR人脸数据库上的实验结果表明,该算法简单有效,对光照、表情、部分遮挡变化具有较好的鲁棒性.     

基于图像梯度补偿的人脸快速识别算法

针对传统人脸识别算法运行效率低的问题, 提出一种采用图像梯度补偿模式(IGC)的人脸快速识别算法. 首先, 提取人脸图像四个方位的梯度; 其次, 将所获的四个梯度进行多方式融合, 产生两个梯度算子; 再次, 使用新产生的梯度算子对原图像进行适度补偿, 形成人脸图像的IGC特征图; 然后将所获IGC特征图分块统计直方图, 并将各个分块的直方图串联成用于人脸图像描述的特征向量; 最后使用PCA方式对特征向量进行降维处理, 利用SVM分类器进行识别. 在ORL和CMU_PIE数据库上完成测试, 结果表明本文算法在具有较高识别率的同时, 其算法的运行效率具有卓越的表现.     

基于Gabor小波和流形的人脸识别研究

本文研究基于Gabor小波变换和流形学习的人脸识别方法,首先引入Gabor小波对人脸图像提取不同方向、不同尺度的多个Gabor幅值特征（Gabor magnitude feature）,然后使用能够提取子流形的NPE算法对GMF特征进行维数约简,最后使用线性判别分析进一步提取鉴别性特征。此算法利用了Gabor特征对人脸图像的优异表征能力、流形方法和传统的判别方法。在标准人脸库上的实验结果表明,与其他降维方法相比,新算法能够获得较好的识别效果。     

基于HOG特征与子区域模糊融合的人耳识别研究

作为一种新兴的生物特征识别技术,人耳识别具有其自身独特优势.利用局部特征信息,研究一类新型的基于梯度方向直方图的人耳身份识别方法,提出一种基于梯度方向直方图与子区域模糊融合相结合的人耳识别方案.将人耳图像划分为不同子区域,分别提取各子区域梯度方向直方图特征,引入模糊隶属度匹配融合策略,获取最终的分类结果.与多种方法的对比实验表明,基于梯度方向直方图的特征提取方法具有高识别性能,针对USTB人耳图像库3的测试实验,可达到99.75％的识别率.     

Discovering discriminative patches for free-hand sketch analysis

Since the ancient times, free-hand sketch has been widely used as an effective and convenient intermediate means to express human thoughts and highly diverse objects in reality. In recent years, a great quantity of researchers realized the significance of sketch and gradually focused on sketch-related problems, such as sketch-based image retrieval and recognition. Despite so many achievements, very few works concentrate on exploring the intrinsic factors which potentially influence the vivid degree of sketch. In this paper, we propose a weak supervised approach to discover the most discriminative patches for different categories of sketches, which perhaps grasp the key to a good free-hand sketch. In the beginning, we randomly extract tens of thousands of patches at multiple scales. After that, pyramid histogram of oriented gradient is calculated to represent these patches as an effective and uniform feature representation. To find the most discriminative patches for each class of sketches, we design an iterative detection process which combines cluster merging and discriminative ranking. The experimental results on the TU-Berlin sketch benchmark dataset demonstrate the effectiveness of the proposed method, as compared to other available approaches. Moreover, a reasonable analysis and discussion about good and bad sketches is provided based on the visual results.     

基于NSCT和支持向量机的SAR图像识别

针对传统的合成孔径雷达图像（SAR）识别算法识别精度低,用时长等问题,提出一种基于非下采样轮廓波变换（NSCT）和支持向量机（SVM）的SAR图像识别算法。首先通过非下采样轮廓波变换将目标图像分解成不同的尺度,然后得到目标图像的低频分量和高频分量;接着在高频分量中提取方向梯度直方图特征（HOG）,在低频分量中利用局部二值化算法（Local Binary Pattern,LBP）提取纹理特征;然后将提取的梯度方向直方图特征和局部二值化特征空间连结,并使用支持向量机（SVM）作为分类器;最后对算法进行了测试。实验结果表明,该方法不仅能够有效地提高了SAR图像目标分类的精度,在MSTAR数据库上的准确率达到90.7%,而且对相干斑的影响具有较高的鲁棒性。     

基于改进的多流形算法的人脸图像集识别

一个图像集由大量变化不一的图像组成,而且这些图像都表示同一个人.现实中的图像集数据是非线性的,造成这些现象的因素有人脸的角度不同、光线的明暗等,因此图像集中的每幅图像都是变化的,如果近似的将一个图像集建模为线性子空间,而忽略了集合中数据结构的变化,很显然是不合理的,这也必然会影响到最后的识别率.受流形理论知识的启发,可以将图像集建模为一个流形,这与传统的将图像集建模为子空间的方法有着本质区别.本文在基于流形的人脸图像集识别方法的基础上进行改进,提出新的计算样子空间距离方法,最后采用所有最短子空间距离的平均值作为流形之间的距离,称为改进的多流形方法(Improved multi-manifold method,IMM).IMM方法在CMU PIE数据库上进行实验,结果表明该方法相比其他方法具有更高识别率.     

基于特征化字典的低秩表示人脸识别

针对现有低秩表示（LRR）算法中全局与局部人脸特征信息融合不足的问题,提出了一种新的人脸识别算法——基于特征化字典的低秩表示（LRR-CD）。首先,将每张人脸照片表示成一个个特征化字典的集合,然后同时最小化基于训练样本的低秩重构特征系数以及与之相对应的类内特征差异。为了获得高效且具有高判别性的人脸图像的特征块重构系数矩阵,提出了一种新的数学公式模型,通过同时求解训练样本中相对应的特征块以及对应的类内特征差异词典的低秩约束问题,尽可能完整地保留原始高维人脸图像中的全局和局部信息,尤其是局部类内差异特征。另外,由于对特征块中信息的充分挖掘,所提算法对于一般程度上的面部遮挡和光照等噪声影响具有良好的鲁棒性。在AR、CMU-PIE和Extended Yale B人脸数据库进行多项对比实验,由实验结果可知LRR-CD相较于对比的稀疏表示（SRC）、协从表示（CRC）、低秩表示正规切（LRR-NCUT）和低秩递归最小二乘（LRR-RLS）算法在平均识别率上有2.58~17.24个百分点的提高。实验结果表明LRR-CD性能优于与之对比的算法,可以更高效地用于人脸全局和局部特征信息的融合,且具有优良的识别率。     

基于局部邻域多流形度量的人脸识别

针对人脸识别中特征的提取,提出了一种基于局部邻域多流形度量的人脸识别方法。针对人脸识别的小样本问题,用特征脸对人脸图像预处理。对预处理后的人脸数据集中每个流形内的数据点采用欧氏距离来选择各数据点的近邻点,由此得到局部权重矩阵,并计算重构数据点与原始数据点之间的误差距离;同时,采用图像集建模流形,用affine hull表示流形对应的数据集信息,计算多流形间的距离度量矩阵。通过最大化流形间距离以及最小化数据点与重构数据点误差距离来寻找投影降维矩阵。在人脸数据集上的大量比较实验,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于Haar特性的改进HOG的人脸特征提取算法

现有的大多数特征提取算法在提取人脸特征时,容易受到光照等外界因素的影响,从而导致后期人脸识别率下降。而方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)具有较强的光照鲁棒性,能够很好地减少由光照带来的干扰,但传统HOG在计算梯度幅值和方向时只计算水平和垂直方向上4个像素点对中间像素的影响,当外界环境变化时不能保证稳定性,因此提出一种基于Haar特性的改进HOG的人脸特征提取算法。该算法在计算梯度幅值和方向时考虑水平、垂直以及对角线上8个像素点对中间像素的影响,由于增加计算量导致特征提取时间也随之增加,因此引入Haar,借助Haar型特征运算简单、快捷的特点设计4组Haar型特征编码模式,按照改进的HOG特征计算方式提取人脸特征。在有光照等外界因素影响的FERET人脸数据库和Yale B扩展的人脸测试库中进行实验,实验结果表明,与GFC,LBP和其他文献中的HOG算法相比,该算法对光照具有更好的鲁棒性,能够在光照变化的环境下提高人脸识别率。该算法在FERET探测集fb,fc,dup1和dup2上的识别率分别为95.1%,80.9%,70.1%和63.2%,在Yale B中的识别率为89.1%。     

视频人脸识别中判别性联合多流形分析

将基于视频的人脸识别转换为图像集识别问题,并提出两种流形来表示每个图像集:一种是类间流形,表示每个图像集的平均脸信息;另一种是类内流形,表示每个图像集的所有原始图像的信息.类间流形针对图像集之间的区别提取整体判别信息,作用是选出几个与待识别图像集较为相似的候选图像集.类内流形则考虑图像集内各原始图像之间的关系,负责从候选图像集中找出最为相似的一个.不同于现有的非线性流形方法中每幅图像对应流形中的一个点,采用分片技术学习两种流形的投影矩阵,每个分片对应流形中的一个点,所学到的特征更具有判别性,进而使流形边界更加清晰,同时解决了传统非线性流形方法中的角度偏差和不充分采样问题.还提出了与分片技术相匹配的流形之间的距离度量方法.最后在几个广为研究的数据集上进行了实验,结果表明:新方法的识别准确率高,尤其适用于不受控环境下的视频识别,而且不受视频段长短的影响.