Face recognition based on multi-scale local directional value

Multimedia Tools and Applications - This paper presents a simple, yet robust scheme to improve the LDP-based methods in face recognition. Firstly, a generalized operator, called local directional...     

基于多尺度自适应LDA的人脸识别方法

在人脸提取特征时,线性判别分析(LDA)方法受到光照、姿态等因素引起的高频部分影响较大,忽视了可能含有重要鉴别能力的低频信息.同时,人脸识别属于小样本问题,会使类内散布矩阵发生严重退化.针对以上两个问题,提出了一种基于多尺度自适应线性判别分析(MA-LDA)的人脸识别方法,并在ORL和Yale人脸库中进行了验证.MATLAB编程实验结果表明,该方法比传统方法有更好的性能.     

Face recognition using elastic local reconstruction based on a single face image

In this paper, we propose a new face recognition algorithm based on a single frontal-view image for each face subject, which considers the effect of the face manifold structure. To compare two near-frontal face images, each face is considered a combination of a sequence of local image blocks. Each of the image blocks of one image can be reconstructed according to the corresponding local image block of the other face image. Then an elastic local reconstruction (ELR) method is proposed to measure the similarities between the image block pairs in order to measure the difference between the two face images. Our algorithm not only benefits from the face manifold structure, in terms of being robust to various image variations, but also is computationally simple because there is no need to build the face manifold. We evaluate the performance of our proposed face recognition algorithm with the use of different databases, which are produced under various conditions, e.g. lightings, expressions, perspectives, with/without glasses and occlusions. Consistent and promising experimental results were obtained, which show that our algorithm can greatly improve the recognition rates under all the different conditions.     

基于完整LBP特征的人脸识别*

提出一种基于完整局部二值模式(CLBP)进行人脸识别的方法,CLBP算子包括三个部分:中心像素的LBP(CLBP_C)、符号部分的LBP(CLBP_S)、数值部分的LBP(CLBP_M)。该方法首先采用CLBP算子提取人脸灰度图像的直方图;然后融合成CLBP直方图,进行直方图相似性比较;最后根据最近邻原则进行识别。在ORL和YALE标准人脸数据库上的实验表明,该方法得到的结果比LBP效果更好,鲁棒性更高。     

融合全局和局部特征的人脸识别算法

针对人脸识别算法缺乏对光照变化的自动调节能力的弱点,提出了一种综合利用全局和局部特征进行人脸识别的新方法。对整幅人脸图像进行主成分分析;针对人脸局部特征,提出一种根据各局部子块包含的信息量即利用图像熵值进行自动加权的算法;基于贝叶斯原理对全局和局部特征进行数据融合,给出最终结果。实验结果表明,该数据融合算法综合全局和局部特征提取方式的优势,有效提高了人脸识别率。     

基于LBP特征的人脸图像识别

提出了一种基于LBP算子和Isomap相结合的人脸图像识别算法。利用[ε]-LBP算子提取人脸图像纹理特征,然后用Isomap对高维的纹理特征进行数据降维,得到人脸数据的本质几何结构。最后将降维后的数据作为分类器的输入进行人脸分类识别。实验结果表明,该算法能够对人脸图像进行良好的分类识别,尤其是小样本的情况下。     

基于改进局部方向模式的人脸识别

在利用传统局部方向模式（ LDP）及其改进方法进行人脸识别时,存在两个主要问题,一是局限于3×3邻域来提取特征,二是在人脸识别时将图像不同分块同等对待。针对上述问题,提出了改进的LDP。一方面提出了多分辨率分析方法,将LDP由3×3窗口模式扩展至多分辨率窗口模式;另一方面,通过采用分块加权法来增强不同分块对人脸识别的不同贡献程度。采用Yale和Orl人脸图像库进行实验,结果表明：基于改进的方法明显提高了人脸识别的效果。     

双空间局部方向模式的人脸识别

目的 针对传统局部方向模式（LDP）在特征提取的充分性、对光照和噪声等的鲁棒性以及识别时间长短这3方面不能同时取得一个很好的平衡效果,提出了一种双空间局部方向模式（DSLDP）的人脸识别方法。方法 首先,将图像3×3邻域像素灰度值与8个Kirsch模板算子卷积,得到8个方向的边缘响应值,然后,将近邻边缘响应值之间相应作差,对应8个方向的边缘响应差值,将两组值取绝对值,取各自最大值的方向编码成一个二位八进制数,产生DSLDP码。最后,在人脸描述阶段将人脸图像进行分块并把每块转换成DSLDP图,再对DSLDP图进行直方图统计,并利用信息熵对每块进行加权,将所有子块的直方图连接生成人脸特征,再通过PCA进行降维,用最近邻分类器分类识别。结果 在剑桥大学Olivetti实验室（ORL）、Aleix Martinez and Robert Benavente （AR）和中国科学院（CAS-PEAL）的人脸图像数据库进行实验,相比局部方向模式（LDP）、显著型局部方向模式（SLDP）、增强型局部方向模式（ELDP）、局部方向数字模式（LDN）、差值型局部方向模式（DLDP）、中心对称局部方向模式（CSLDP）和梯度中心对称局部方向模式（GCSLDP）,DSLDP具有更好的识别性能。5幅测试样本时,在ORL库上取得了97.82%的平均识别率,在AR光照、表情、遮挡A和遮挡B库分别取得了98.00%、98.33%、99.33%、87.67%的平均识别率,在CAS-PEAL光照、表情和饰物库分别取得了99.33%、95.33%、90.00%的平均识别率。结论 1）该方法既考虑了近邻边缘响应值的外在变化,也考虑了近邻边缘响应值之间的内在变化,通过将强度空间和梯度空间人脸特征信息结合使人脸特征得到更加充分的提取。2） DSLDP只考虑邻边缘响应值和边缘响应差值的最大值情况,突出了主要边缘梯度信息,同时又避免了不重要信息的干扰,相比同类基于局部方向模式的单一人脸识别算法,对光照、表情、噪声、遮挡等情况表现出更强的鲁棒性。3） DSLDP码是由二位八进制数构成,特征模式数降低到64,识别时间明显降低。因此,DSLDP算法能同时在识别效果,稳定性和识别时间上取得一个较好的平衡效果。     

基于自适应多尺度图卷积网络的多标签图像识别

利用一阶谱图卷积探索类别标签间关系是目前多标签图像识别常用的手段,但是,较多的图卷积层数易出现过度平滑现象,使得该方法存在局限性.为此,提出一种基于自适应多尺度图卷积网络的多标签图像识别方法,主要思路为:采用块Krylov子空间形式的谱图卷积来挖掘类别标签间的相关性,在每个图卷积层中拼接多尺度信息并扩展到深层结构,并在自适应标签关系图模块所构建的关系图上学习分类器,从而更加有效地进行多标签图像识别.通过两个公开数据集PASCAL VOC 2007和MS-COCO 2014上的实验结果验证了所提出方法的有效性.     

基于多尺度特征多对抗网络的雾天图像识别

目的 当前的大型数据集,例如ImageNet,以及一些主流的网络模型,如ResNet等能直接高效地应用于正常场景的分类,但在雾天场景下则会出现较大的精度损失。雾天场景复杂多样,大量标注雾天数据成本过高,在现有条件下,高效地利用大量已有场景的标注数据和网络模型完成雾天场景下的分类识别任务至关重要。方法 本文使用了一种低成本的数据增强方法,有效减小图像在像素域上的差异。基于特征多样性和特征对抗的思想,提出多尺度特征多对抗网络,通过提取数据的多尺度特征,增强特征在特征域分布的代表性,利用对抗机制,在多个特征上减少特征域上的分布差异。通过缩小像素域和特征域分布差异,进一步减小领域偏移,提升雾天场景的分类识别精度。结果 在真实的多样性雾天场景数据上,通过消融实验,使用像素域数据增强方法后,带有标签的清晰图像数据在风格上更趋向于带雾图像,总的分类精度提升了8.2%,相比其他的数据增强方法,至少提升了6.3%,同时在特征域上使用多尺度特征多对抗网络,相比其他的网络,准确率至少提升了8.0%。结论 像素域数据增强以及多尺度特征多对抗网络结合的雾天图像识别方法,综合考虑了像素域和特征域的领域分布差异,结合了多尺度的丰富特征信息,同时使用多对抗来缩小雾天数据的领域偏移,在真实多样性雾天数据集上获得了更好的图像分类识别效果。     

Reliable facial expression recognition for multi-scale images using weber local binary image based cosine transform features

Multimedia Tools and Applications - Accurate recognition of facial expression is a challenging problem especially from multi-scale and multi orientation face images. In this article, we propose a...     

基于多尺度MRF结合超级耦合变换的姿态变化人脸识别

针对马尔可夫随机场模型(MRF)在姿态变化人脸识别中复杂度较高的问题,提出了一种多尺度MRF算法,通过串联超级耦合变换(SCT)优化多尺度MRF过程的子问题,明显降低了MRF的计算复杂度。首先,通过两层图像完成对称匹配;然后,利用多尺度局部二值模式(MLBP)直方图特征生成距离比;最后,比较获得最终比值,配对每对区域。在户外标记人脸数据库(LFW)、XM2VTS数据库和CMU-PIE数据库上进行实验,实验结果表明,相比现有的优秀算法,本文算法在识别率和执行速度方面均表现优越,在图形处理器上基本满足实际应用需求。     

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。     

基于划分的有监督局部切空间排列的人脸识别*

为了解决流形学习不能充分利用样本类别信息的问题,提出了一种基于划分的有监督局部切空间排列算法,并将其应用于人脸识别。新算法采用基于动态粒子群算法的有监督的K-均值聚类算法确定样本的聚类中心,将样本划分为有重叠的块。新算法在利用数据类别信息的同时保持了流形的局部几何结构,提高了流形学习对图像的识别能力,能更好的适用于人脸识别。通过在ORL数据库上与其他流形方法比较,验证了新算法的有效性。     

基于局部特征与核低秩表示的人脸识别算法

针对人脸识别中的遮挡、伪装、光照及表情变化等问题,提出一种基于局部特征与核低秩表示的人脸识别算法。首先,对训练和测试的样本图片进行LBP特征的提取;然后将其通过映射函数投影到高维特征空间中进行后续操作,投影到高维空间中的特征矩阵通过降维处理后采用低秩表示的方法来提取样本之间的共同特征;最后根据低秩表示的结果进行分类识别。实验证明算法在对遮挡、伪装以及光照变化等噪声的影响鲁棒性更强,同时较当前的一些人脸识别算法的识别率也有了显著的提高。     

基于局部中频Gabor滤波器组的人脸识别

针对传统Gabor滤波器组在人脸识别过程中特征提取时间长、计算量大的问题,提出一种利用局部Gabor滤波器组进行人脸图像中频特征提取的方法.选择中频带的Gabor滤波器构造局部中频Gabor滤波器组;提取局部Gabor中频特征;采用线性判别分析法(linear discriminate analysis,LDA)进一步提取Fisher特征,得到图像的Gabor+ Fisher特征,利用最近邻法进行人脸图像识别.基于ORL和AR人脸库的实验结果表明,基于此局部Gabor滤波器组的人脸识别方法较传统的Gabor特征提取方法降低了40％的特征维数,加快了特征提取速度,提高了人脸识别率.     

基于整体与局部奇异值分解的人脸识别方法

提出了一种基于整体与局部奇异值分解相结合的人脸识别算法。文章叙述了人脸图像的预处理、奇异值分解以及支持向量机的原理及实现过程。运用整体与局部奇异值分解,分别获得图像的整体与局部特征,然后采用支持向量机进行分类识别,实验验证了该方法的有效性。     

Face recognition algorithm based on self-adaptive blocking local binary pattern

Multimedia Tools and Applications - Face recognition is a common means of identity authentication. Mobile learning platform login technology has developed from user name and password to face...     

基于加权紧凑局部图结构的人脸识别算法

针对局部图结构算法(local graph structure,LGS)构建图结构时用到的像素点距离中心像素太远,以及在图结构形成后分配权重时没有结合周围像素点到中心像素的距离因素问题,提出加权紧凑局部图结构(weighted compact local graph structure,WCLGS)算法。该算法定义了一种混合特征提取策略,从四个方向为中心像素点构建图结构,分别在垂直方向和对角线方向捕获对称和非对称信息,并且在图结构形成后对距中心像素点近的边赋较大的权重,对距中心像素点远的边赋较小的权重。WCLGS通过提取更近的像素点信息和合理的加权策略,密切关注中心像素点的近邻元素的差异,使得中心点两侧的信息提取更加均匀充分。实验证明,与现有的一些局部图结构算法相比,WCLGS在ORL(Olivetti Research Laboratory)、AR(active record)和HD(high definition)热红外人脸数据库上有更好的识别率和性能。