基于三维特征点模型的人脸表情识别算法

提出了一种基于三维特征点模型匹配的人脸表情识别算法.首先,以混合树结构建模不同姿态脸部特征组合,实现特征点定位,并建立脸部三维几何特征模型;然后,基于广义普鲁克分析原理对特征点模型进行归一化计算,并建立具有鲁棒性的匹配特征;最后,采用支持向量机实现表情的训练和识别.通过对BU-3DFE数据库中6种脸部表情的测试,表明该算法能够达到很好的识别效果.     

融合小波和LBP-GD特征的人脸表情识别

针对局部二值模式（LBP）不能描述纹理方向变化的问题,提出了一种融合了梯度方向的LBP-GD算子。LBP-GD算子不仅保持了LBP本身的优点,还可以细致刻画纹理的方向信息。由于人脸表情器官所蕴含信息的差异性,设计了一种不规则的分块方式,把图像分为9个互不重叠的子块并且设置不同的权值系数,然后提取每个子块的LBP-GD特征。最后,将LBP-GD特征与提升小波的低频分量特征加权融合,用K近邻方法进行分类。在JAFFE和Cohn-Kanade表情库上验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法比单独使用LBP-GD特征和提升小波特征具有更好的识别效果。     

基于特征融合的人脸表情识别算法研究

为了避免传统表情识别方法中复杂的特征手动提取过程,同时保证能够提取到更多的表情特征,文中提出一种融合卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)、方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)以及人脸关键点定位(facial landmark detection)的人脸表情识别方法.该方法首先通过在图像预处理中使用多任务卷积神经网络(Multi-task convolutional neural network,MTCNN)对不同尺度输入图像进行人脸检测并得到人脸的关键点位置信息(facial landmark).然后根据facial landmark的位置信息计算出人脸表情图像的几何结构特征,并且计算人脸表情图像局部区域的方向梯度直方图来构成HOG特征,采用特征融合的方式将facial landmark和HOG特征做进一步的融合形成新的特征向量LM_HOG.最后将融合后的特征与经过CNN提取的全局特征再次融合输入到支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和Softmax中进行表情识别.在FER2013和Extended Cohn-Kanade(CK+)人脸表情库上的实验结果表明,将融合得到的LM_HOG特征作为局部特征,用以描述图像的局部性差异,CNN提取的特征作为全局特征,用以描述人脸表情图像的整体性差异,融合后的特征能更好的提取图像细节特征,平均识别率分别达到了75.14％和97.86％,具有优越的性能.     

基于改进LBP的人脸表情识别

局部二元模式即LBP(local binary patterns),是一种有效的纹理描述算子,能够很好地提取人脸表情特征信息.针对原始LBP算子仅考虑中心像素点与邻域像素点的灰度差异的问题,对其进行了改进,提出了多重中心化二值模式MLBP(multiple local binary patterns),并将改进后的MLBP算子进行人脸表情识别,通过改进前后在JAFFE人脸库的实验比较,该方法在识别率上取得了较好的效果.     

人脸表情识别综述

人类面部表情在安全驾驶、智能监护、人机交互领域都有着广泛应用。随着机器学习的兴起和发展,表情识别也逐渐从传统方法向深度学习过渡。简要地概述了表情识别的研究意义、技术、常见的表情数据库、研究方法,提出了表情识别目前存在的不足并对未来研究方向作出了展望。     

人脸表情识别技术研究概述

人脸表情识别是人机交互中十分复杂和重要的课题。本文叙述了人脸表情的分类、表情的产生原因,并根据人脸表情面部特点进行了分类,重点讲述了人脸表情识别研究内容,提出了人脸表情识别中需要解决的问题。     

用隐马尔可夫模型设计人脸表情识别系统

根据隐马尔可夫模型(HMM)的基本理论和算法设计了一个人脸表情识别系统。该系统由两层HMM组成:低层由六个HMM组成,分别对应六种特定表情。人脸表情特征向量进入系统后,经过低层HMM初步识别,其结果组成高层HMM的观察向量,经过高层HMM解码,确认出表情,从而提高了系统的识别率,增强了系统的健壮性。     

基于递归双对抗网络模型的人脸表情生成

针对目前表情生成网络中存在的人脸表情失真、不同帧间图像明暗差异明显的问题,提出一种基于递归双对抗网络模型的人脸表情生成框架。首先通过提取深度人脸特征并生成表情特征图,将其作为监督信号,生成人脸表情种子图像;然后使用生成的种子图像和原始目标人脸一起作为输入,生成特征保持图像,作为当前帧的输出,同时该特征保持图像也作为下一帧种子图像生成的输入;最后,将种子图像生成网络和特征保持图像生成网络递归进行下一帧图像的生成,多次递归得到与原始输入表情一致的特征保持人脸表情视频序列。在CK+和MMI数据库上的实验结果表明,提出的方法能够生成清晰自然的人脸表情视频帧,且在目标人脸形状和驱动的表情特征图像有较大形状差异时具有鲁棒性。     

人脸表情特征提取方法的研究进展

讨论了静态图像表情特征提取方法和序列图像表情特征提取方法,对近年来人脸表情特征提取方法进行了比较研究,得到了一些结论,并对未来可能的研究情况进行了展望.     

基于数据融合的表情识别

本文为了解决表情识别中单一数据所包含人脸表情信息不全面的问题,融合了图像与标记点数据;针对传统模式识别方法中手动提取特征的复杂性,采用了神经网络框架,从而实现特征的自动提取。本文算法以人脸表情的图像与标记点数据为基础,以神经网络为框架,采用稀疏自动编码器对网络进行预训练,实现了网络的稀疏连接,另外,在网络权值更新过程中结合了结构化正则项（Structured Regularization）,限制了不同数据与隐层神经元的连接。实验表明：图像与标记点数据的融合更全面地表达了人脸表情信息;稀疏自动编码器和结构化正则项的运用能更有效的提取关键特征并使神经网络自动分析不同输入数据在表情识别中所起到的作用强弱。     

基于线性组合模型的人脸特征检测方法

为了实现人脸图像特征的自动检测,提出了一种基于线性组合模型的人脸特征检测新方法.该方法通过原型人脸标定获取人脸特征知识,并使用模型匹配来检测目标人脸特征.在建立人脸线性组合模型的过程中,提出了局部约束光流算法,解决了有局部特征信息的人脸图像稠密对应问题.在MPI和ORL人脸数据库上进行的人脸特征检测得到的平均误差分别为96.7%和86%,该结果表明了基于线性组合模型的人脸特征检测方法是有效和实用的.     

三维人脸扫描图像数据预处理

为构造基于知识学习的形变模型所需的规格化三维人脸库,提出一种纹理映射图数据结构及以点为处理单元的分割三维人脸的方法.该结构将原始数据隐含的信息显性化,为激光扫描仪采集的真实三维人脸中分离的采样点与纹理2部分数据建立双向映射关系,以保证数据操作和处理达到实时与同步.基于此结构的快速映射特点,提出的分割方法以二维纹理点为操作对象能够快速处理大量原始数据.     

基于缩放因子的人脸直方图特征距离度量方法

奇异特征区域在人脸直方图匹配过程具有更高的可分辨性。基于此,在人脸直方图特征匹配算法的基础上提出一种基于缩放因子的人脸直方图特征距离度量方法。该方法通过缩小直方图距离较近区域的距离、放大直方图距离较远区域的距离,并在匹配中突出高可分辨性区域,以获得更高的识别精度。实验表明该方法可以显著提高各种局部特征提取方法和直方图距离度量算法在人脸识别中的精度。     

Kappa加权的子空间融合表情识别方法

为提高面部表情识别效果,提出基于Kappa计算面部表情图像子区域对表情的贡献程度,并线性加权子空间预测结果.将标准化后的人脸表情图像上下平均分割成2个子区域,确定上半脸和下半脸及全脸3个表情子空间,采用Gabor小波特征,分别利用SMO、MLP和KNN三种分类器,统计并计算基于Kappa的子空间表情信息.在Cohn-Kanade和JAFFE两个表情图像库进行测试,实验结果表明:基于Kappa加权融合的表情识别方法识别率更高.     

一种数据驱动的三维流场流线特征化筛选方法

传统的流线可视化方法因视线遮挡和数据密集难以刻画流场特征,难以应对大规模数据,为此,从数据驱动的思路出发,提出了一种筛选三维流线的算法,实现对大规模精细流场的特征刻画.该算法对广泛撒点取得的流线集进行特征化,通过计算流线上各点的特征,并以此为依据对流线进行分段;基于所有分段的几何特征构建一组特征向量,并利用词袋方法建立一组词向量;以词向量为基础计算流线间的几何特征相似度,以评估各个流线间的相似性,实现对流线的筛选.通过在特定流线的查询和整体流线流场的压缩这2个典型应用场景上的应用,检验了该方法对流线筛选的效果.     

人脸动画中逼真纹理映射的方法

生成真实感人脸纹理细节是人脸动画中的重要组成部分.根据人脸纹理映射部位定位准确和形象逼真的要求,提出了采用MPEG-4标准确定人脸模型特征点的位置,在照片纹理上标注特征点,分区域自动计算三维人脸纹理坐标,实现人脸纹理映射的方法.实验结果表明,使用该方法,人脸纹理映射部位定位准确、效果良好.     

基于点云数据的三维人体头部分割技术研究

三维人体分割技术是数字化服装、数字化人体测量、计算机动画等应用中最关键的技术,但当前存在着分割不是很精确的缺点。针对头部分割不精确的缺点,对基于点云数据的三维人体头部分割技术进行了研究,提出以最大距离法和近似凸包边法定位分割特征点和分割切面,并引入分割切面倾斜角实施头部分割。实验结果表明：提出的分割方法提高了头部分割的实时性和精确性。     

3维大脑核磁共振图像隐私信息剔除方法

在神经影像研究中,患者的面部特征有时可以通过三维表面重建技术从影像中复原,这使患者身份隐私信息泄漏存在潜在可能。为了解决这一问题,文中提出一种自动化面部特征剔除算法,从海量多模态大脑核磁共振影像数据中自动剔除患者身份相关的面部特征信息。该方法基于一种新提出的多分辨分层特征向量匹配方法来准确定位三维影像中的解剖学点标记,并通这种匹配方法从多模态磁共振影像中确定患者面部特征相关的解剖结构的空间位置,并以此估计出一个最优三维剔除平面来剔除病人面部特征信息。最后,通过实验验证了该方法的有用性和可靠性。     

基于特征点跟踪的面部表情强度度量

提出了一种基于特征点跟踪的面部表情强度度量方法.该方法在L-K光流算法的基础上,应用修正特征点跟踪提取面部特征信息,通过非线性降维从高维特征点轨迹中抽区一维的表情强度,最后使用SVM建立表情模型和强度模型,对高兴表情进行强度等级的归类.针对高兴表情进行实验,引入表情强度等级作为衡量标准,实验结果证明了该方法的有效性.