基于隐马尔可夫模型的人脸特征标注和识别

传统的基于隐马尔可夫模型的人脸识别方法需要对原始人脸图像进行光照补偿、人脸旋转等预处理,而且模型对人脸姿势、表情、局部特征变化等非常敏感.为解决此问题,提出一种基于高斯隐马尔可夫模型的人脸特征标注方法,该方法假定人脸图像中人脸和人脸特征两个区域的灰度值服从两个不同的高斯分布,并将这两个分布作为隐马尔可夫模型的状态集合.同时,将灰度人脸图像转换为一维的灰度值序列作为观测序列,通过模型预测状态序列以实现人脸特征的标注和定位,并基于该模型建立人脸数据库,对未知人脸进行识别.在ORL人脸库和自建人脸库的测试中,均取得较高的标注准确率和识别准确率.     

基于人工智能技术的人脸图像局部细节信息识别研究

为了提高人脸图像局部细节信息识别能力,提出基于人工智能技术的人脸图像局部细节信息识别方法.提取不同表情下的人脸图像,结合多区域融合聚类分析方法进行不同表情下的人脸动态特征提取,建立人脸图像的边缘轮廓特征检测模型;采用相似度特征分析方法进行不同表情下人脸图像的鲁棒性重构;提取不同表情下人脸图像的模糊度辨识特征信息,通过多...     

基于正交图像生成人脸模型的合成分析方法

针对采用现有基于图像的人脸建模方法生成的三维人脸模型存在的人工性缺陷问题,提出了一种基于合成分析方法的个性化三维人脸建模方法.利用合成方法由两幅正交人脸图像生成一个初始三维人脸模型,比较基于颜色直方图方法合成的人脸图像纹理与输入图像纹理的差异,根据纹理差异来指导对人脸网格的局部自适应细分,不断调整合成的三维人脸模型,从而更好地保持了人脸的精细细节特征.实验结果表明,使用该细分反馈算法,可以减少模型的人工性缺陷,在整体上提高了合成人脸模型纹理的真实感.     

人脸检测中的图像光照处理研究

在人脸检测过程中,由于光照条件的不同对人脸的检测结果影响很大.提出了一种基于灰度统计模型的对数变换和局部归一化相结合的复合光照处理算法,并且有效的消除了局部归一化所产生的虚假边界.该算法不仅可以调节光照条件较差的图像,对于光照条件较好的图像,也产生较少负面作用.通过与其他常用的一些光照调节方法也做了相应的比较,实验表明,此算法能有效地改善图像质量,减少不同光照条件对人脸检测准确率的影响.     

基于高斯肤色模型和图像分割的人脸检测

提出了一种基于HSV、YCgCr颜色空间和图像区域分割的人脸检测方法.首先,将规范化的rgb肤色转化到HSV、YCgCr颜色空间,对向量（H,Cg,Cr）T进行统计,得到肤色的三维高斯概率模型.然后,根据该模型计算待检图像的肤色相似概率,采用最大类间方差的方法计算二值化阈值,根据阈值将相似度图像二值化.为了抵消人脸区域亮度变化和阴影的影响,以二值图像为模板,在原待检图像的饱和图中根据3像素×3像素区域的平均R、G值进行图像区域分割.在分割得到的区域中,根据人脸特征检测出图像中的人脸.实验表明,提出的方法能在复杂背景的情况下检测出人脸图像.     

基于2DUGDP的戴眼镜人脸识别

针对戴眼镜人脸识别问题,提出了二维非监督测地线判别投影(2D unsupervised geodesic discriminant projection,2DUGDP)方法.该方法在扩充虚拟样本库的基础上,分析戴眼镜人脸图像和不戴眼镜人脸图像的差异及戴不同眼镜人脸图像的差异,提取判别特征用于识别.该特征考虑局部特征的同时考虑非局部特征,寻找一种最优投影在最大化非局部散度矩阵的同时最小化局部散度矩阵,使得距离近的数据投影后仍然近,距离远的数据投影后仍然远.考虑到人脸是非线性的流形结构,文中采用测地线距离表示样本间的差异.在FERET人脸库和CAS-PEAL人脸库上分别进行了实验,实验结果表明,该方法相比较其他方法更能提高戴眼镜人脸的识别率.     

基于思维进化的机器学习的遮挡人脸识别

针对遮挡人脸的识别问题,提出了基于思维进化的机器学习(MEBML)与局部特征结合的方法。首先提出了LBP偏移特征组的提取方法,定义一种新的特征对比规则,根据遮挡人脸图像与无遮挡人脸图像的局部特征进行对比,记录对比相似度作为局部区域的得分。然后对所有局部区域进行趋同过程和异化过程的演化,得到无遮挡区域及遮挡物体区域。当无遮挡区域满足一定比例且分布集中时,应用该区域特征完成遮挡人脸条件下的人脸识别。实验结果表明:新方法的遮挡人脸识别准确率在92%以上,并具有较低的误识率。     

基于深度特征聚类的海量人脸图像检索

针对海量人脸图像数据库检索时长的问题,提出了一种基于深度特征聚类的海量人脸图像检索算法.该算法首先使用人脸图像训练集对深度卷积神经网络模型进行人脸图像分类训练,在此基础上采用三元组损失方法对已训练好的人脸图像分类网络模型进行微调,使得网络能够更加有效地提取人脸图像的高层语义特征,构建更具有表征性的人脸图像深度特征.其次采用K-means聚类算法对提取的人脸图像深度特征进行聚类,使得同一个人的人脸图像能够划分到同一簇中,然后在相应的簇中进行人脸图像的深度特征相似度匹配执行人脸图像检索任务.为了进一步提高系统的检索性能,提出人脸图像深度特征融合的查询扩展方法,对待检索的人脸图像深度特征进行融合再次执行检索任务得到最终的检索结果.通过在两个人脸检索数据集(Celebrities Face Set和Labeled Faces in the Wild dataset)上进行详尽实验验证,结果表明,该算法能极大地缩小海量人脸图像数据库的检索范围,在保证一定准确率的前提下有效地提高了人脸图像检索的速度.     

彩色图像中的人脸检测方法

综合了肤色检测、眼睛定位和支持向量机人脸验证方法,实现了彩色图像中的人脸检测.提出了一种基于区域的皮肤检测算法.将像素局部特征引入模糊C均值法,用其分割图像,根据肤色像素的数量判断分割区域是否为肤色区域.在肤色区域中利用眼睛的亮度图和色度图定位人脸样本,最后利用训练好的支持向量机预测人脸样本是否为人脸.     

基于融合约束局部模型的三维人脸特征点定位

提出基于特征融合约束局部模型的三维人脸特征点定位算法. 该算法对每个特征点分别使用三维网格的深度信息和网格局部形状信息训练分类器,对分类器的响应进行融合. 使用基于融合响应的正则化特征点均值漂移算法进行模型拟合,实现特征点定位. 三维人脸特征点定位经常需要对每个特征点的候选点集进行遍历产生候选点组合,该算法使用模型拟合代替穷举搜索,避免了嵌套循环带来的快速增长的时间开销. 使用FRGC v2.0和Bosphorus数据库,对算法进行实验评估. FRGC v2.0库上的特征点平均误差为2.48~4.12 mm,总体检测成功率为97.3%,其中中性、温和及极端表情下的检测成功率分别为97.6%、97.4%和95.5%. Bosphorus库上3种姿态下的检测成功率分别是94%、95%和89%. 实验结果表明,提出方法具有较好的效果,对表情和小幅度的姿态变化具有较好的鲁棒性.     

基于二维Fisher线性判别的人脸耳组合识别

针对人脸易受到年龄、表情等影响,提出了脸和耳相结合的组合识别方法。利用二维Fisher线性判别(2DFLD)方法分别进行了脸、耳图像层和特征层的组合识别。在北京科技大学人耳库和ORL人脸库上进行实验,结果表明,图像层组合和特征层组合的识别率分别为97.5%、95.0%,分别比人脸识别提高了12.5%和10.0%,比人耳识别提高了5.0%和2.5%;与同样应用于组合识别的主成分分析(PCA)、二维PCA(2DPCA)比较,也取得了较好识别效果。这说明,多生物特征组合识别是一种有效的识别方法。     

基于Semi-Supervised LLE的人脸表情识别方法

目的 为提取有效的鉴别特征和降低鉴别向量的维数来识别人脸表情图像.方法 将流行学习(Manifold leaming,ML)和半监督学习(Semi-Supervised leaming,SSL)结合起来,利用人脸表情图像数据本身的非线性流形结构信息和部分标签信息来调整点与点之间的距离形成距离矩阵,而后基于被调整的距离矩阵进行线性近邻重建来实现维数约简,提取低维鉴别特征用于人脸表情识别.结果 该方法 能充分利用数据的结构信息和有限的标签信息,使具有标签信息的同类样本之间的距离最小化,不同类数据之间的距离最大化,进而可以有效地提取数据的低维鉴别子流形,使得分类性能要优于非监督的雏数约简方法 .结论 笔者提出的半监督局部线性嵌入算法能有效地提高人脸表情识别的性能.     

一种边缘二进制码的表情识别方法

针对如何从图像中提取有效的表情特征来提高表情识别率的问题,提出了一种基于边缘二进制码的表情特征提取方法,用于表情识别.该方法首先对图像进行边缘检测,然后对边缘的局部结构进行二进制码描述作为表情特征,最后利用支持向量机进行表情分类.在JAFFE人脸表情数据库上,分别用该方法和传统的方法进行试验,结果表明,该方法可显著提高表情识别率.     

Radial-curve-based facial expression recognition

A fully automatic facial-expression recognition (FER) system on 3D expression mesh models was proposed. The system didn't need human interaction from the feature extraction stage till the facial expression classification stage. The features extracted from a 3D expression mesh model were a bunch of radial facial curves to represent the spatial deformation of the geometry features on human face. Each facial curve was a surface line on the 3D face mesh model, begun from the nose tip and ended at the boundary of the previously trimmed 3D face points cloud. Then Euclid distance was employed to calculate the difference between facial curves extracted from the neutral face and each face with different expressions of one person as feature. By employing support vector machine (SVM) as classifier, the experimental results on the well-known 3D-BUFE dataset indicate that the proposed system could better classify the six prototypical facial expressions than state-of-art algorithms.     

Gabor特征均值的子空间人脸识别算法的改进

针对人脸图像局部特征提取不充分的问题,在基于子空间分析的人脸识别算法中,提出了在线性和非线性空间中实现基于2DGabor均值的子空间人脸识别算法.首先,根据人脸图像的5个特殊区域,对人脸图像进行分块处理,分别对每一块进行2DGabor运算,并把每个训练样本相应像素点得到的特征矢量取均值,得到图像的特征向量,然后在线性和非线性空间中利用2DPCA(two-dimensional principle component analysis)和KDA(kernel fisher discriminant analysis)对特征向量进行降维处理,最后利用最近邻分类器和支持向量机分类器SVM(support vector machine)进行特征分类与识别,通过对ORL和FERET标准人脸库图像进行的实验仿真即对比结果表明,基于2DGabor均值的方法不仅提高识别率,而且对于人脸光照、姿态和表情变换均具有良好的鲁棒性.     

一种自适应加权的双向二维线性鉴别分析算法

二维线性鉴别分析是一种直接基于矩阵的特征提取方法,有效地提高了特征提取速度且避免了小样本问题,但是提取的特征向量维数高,不利于后期分类,而且获得的最佳投影矩阵只是来自于图像的列信息.另外,不同的样本在求取最佳投影矩阵时,所起的作用是不一样的,因此提出了一种自适应加权的双向二维线性鉴别分析算法,即是对图像矩阵顺序地进行水平和垂直2个方向的二维线性鉴别分析,自适应加权处理则是使不同的样本带有不同的权值,以提高样本在低维线性空间中的可分性.在ORL和Yale人脸库上的实验结果表明,改进的算法在降低了原算法提取的特征向量维数的同时,较原二维线性鉴别分析的识别性能有了较明显的改善.     

基于Gabor特征融合与LBP直方图的人脸表情特征提取方法

针对Gabor特征全局表征能力弱以及特征数据维数存在冗余的问题,提出了一种采用Gabor多方向特征融合与分块直方图相结合的方法以有效提取表情特征.通过对不同表情的重要特征部位进行细化,采用Gabor滤波器有针对性地提取相关区域的多尺度和多方向特征,并对同尺度的特征进行融合,利用各区域内融合特征的直方图分布来表征图像.该方法可以提高特征提取的准确性,有效突出重要特征的辨识作用,大幅度降低特征的维数,在JAFFE表情库可以达到100%的识别率.     

人脸图像特征定位的一种新方法

提出了一种基于小波变换和积分投影的人脸特征点定位的新方法.对人脸图像用双正交小波bior1.1做二层小波分解得到的低频子图像做水平、垂直积分投影,并结合相应的积分投影梯度得到人脸特征点.对ORL人脸库的仿真结果表明:该方法较对原图像直接做积分投影定位特征点或对垂直细节水平细节做积分投影定位特征点的方法速度得到有效提高,对光照变化和姿势有一定鲁棒性,定位准确率高.     

深度连续卷积神经网络模型构建与性能分析

为了提升卷积神经网络特征提取能力,设计了一种基于连续卷积的深度卷积神经网络模型.该模型采用小尺度的卷积核来更细致地提取局部特征,并借助连续的两个卷积层增加模型的非线性表达能力,结合Dropout技术降低神经元之间的相互依赖,利用抑制网络过拟合对模型进行优化.人脸表情、手写数字字符和彩色图像的目标识别实验表明,在图像较为复杂时,该模型在识别的准确性和泛化性能上比手工特征提取方法及一般的2、3层卷积结构具有明显的优势.     

基于形变模型的人脸建模及其应用综述

形变模型(morphable model)是近几年提出的人脸建模新方法。基于若干原型人脸的知识,该方法实现了真实感三维人脸的自动建模,并在图像分析、人脸识别、表情动画等方面的应用中取得了良好效果。回顾了基于形变模型的人脸建模的研究概况、基本原理及应用情况,并对形变模型的进一步应用和发展进行了展望。