基于表情子空间多分类器集成的非特定人人脸表情识别

针对非特定人人脸表情平均识别率普遍不高（约65%）的问题,提出了一种基于表情子空间和多分类器集成的人脸表情识别新方法。通过局部二进制模式(LBP)与高阶奇异值分解(HOSVD)方法对训练集1中的人脸图像的全脸、眼睛（包括眉毛）和嘴巴三个区域进行特征提取与分解,建立相应的表情子空间;利用支持向量机(SVM)方法对训练集2中的人脸图像在表情子空间训练,得到模糊系统参数;最后结合表情子空间与多分类器集成,对测试集中的图像进行表情分类识别。在JAFFE人脸表情库中实验,获得了71.43%的平均识别率。实验结果表明,该方法有效地减少了人脸外观特征和表情表现方式所带来的影响,具有更好的识别效果。     

基于分类外形搜索的人脸特征点定位

针对传统由粗糙到精准的人脸外形搜索方法,其每一次外形搜索需要在整个外形搜索空间进行,提出一种基于分类的外形搜索方法。该方法始于一个包含不同人脸形状的外形搜索空间,首先利用基于相关性的特征选择方法对随机森林分类器进行优化,利用训练的随机森林分类器将外形搜索空间分为若干个外形搜索子空间;然后根据输入样本和随机森林分类器确定与当前外形最接近的外形搜索子空间,并计算对应子空间的中心和对应样本的后验概率分布,方便后续阶段更好地进行外形搜索;最后采用级联回归进行人脸特征点定位。在300-W数据集上的实验结果表明,此方法不仅有效降低了外形搜索的时间,同时在无约束环境中具有良好的鲁棒性。     

基于生成对抗网络的遮挡表情识别

针对实际应用中局部遮挡会影响人脸表情识别,提出一种基于生成对抗网络（GAN）的表情识别算法。先对遮挡人脸图像填补修复,再进行表情识别。其中GAN的生成器由卷积自动编码机构成,与鉴别器的对抗学习使得生成的人脸图像更加逼真;由卷积神经网络构成的鉴别器具有良好的特征提取能力,添加多分类层构成了表情分类器,避免了重新计算图像特征。为了解决训练样本不足的问题,将CelebA人脸数据集用于训练人脸填补修复,同时表情分类器的特征提取部分得到了预训练。在CK+数据集上的实验证明,填补后的人脸图像真实连贯,并取得了较高的表情识别率,尤其提高了人脸大面积遮挡的识别率。     

基于线性判别回归的最近-最远子空间分类鲁棒人脸识别

针对人脸识别中小样本问题导致类依赖子空间不完善而严重影响识别性能的问题,提出一种基于线性判别回归的最近-最远子空间分类算法。首先,基于线性判别回归,利用最近子空间分类器度量测试图像与单一类之间的关系;然后,利用所提出的最远子空间分类器度量测试图像与训练图像之间的关系;最后,结合最近、最远子空间分类器,利用类依赖子空间的不同特性完成人脸的分类识别。在三个公开的人脸数据库ORL、AR及扩展Yale B上的实验验证了该算法的有效性。实验结果表明,相比其他几种分类算法,该算法取得了更好的识别效果。     

融合局部特征的面部遮挡表情识别

目的 针对人脸表情识别中存在局部遮挡的问题,提出一种融合局部特征的面部遮挡表情识别方法。方法 首先,为了减少噪声的影响,利用高斯滤波对归一化后的图像进行去噪处理;然后根据人脸不同部位对表情识别的不同贡献度,将图像划分为两个重要的子区域,并分别对该子区域进行不重叠分块处理;采用改进的中心对称局部二值模式（差值中心对称局部二值模式DCS-LBP）和改进的差值局部方向模式（梯度中心对称局部方向模式GCS-LDP）对各个子块提取相应的特征,并采用级联的方式得到图像的特征直方图;最后结合最近邻分类器对表情图像进行分类识别：利用卡方距离求取测试集图像与训练集图像特征直方图之间的距离,同时考虑到遮挡的干扰以及每个子块包含信息量的不同,利用信息熵对子块得到的卡方距离进行自适应加权。结果 在日本女性人脸表情库（JAFFE）和Cohn-Kanade（CK）人脸表情库上进行了3次交叉实验。在JAFFE库中随机遮挡、嘴部遮挡和眼部遮挡分别可以取得92.86%、94.76%和86.19%以上的平均识别率;在CK库中随机遮挡、嘴部遮挡和眼部遮挡分别可以取得99%、98.67%和99%以上的平均识别率。结论 该特征提取方法通过融合梯度方向上灰度值的差异以及梯度方向之间边缘响应值的差异来描述图像的特征,更加完整地提取了图像的细节信息。针对遮挡情况,本文采用的图像分割和信息熵自适应加权方法,有效地降低了遮挡对表情识别的干扰。在相同的实验环境下,与经典的局部特征提取方法以及遮挡问题处理方法的对比表明了该方法的有效性和优越性。     

融合Gabor与局部切空间排列法的人脸识别算法

针对Gabor小波提取人脸特征存在维数高,计算复杂的问题,引入基于划分的局部切空间排列算法（Partitional Local Tangent Space Alignment）对得到的Gabor幅度特征（Gabor Magnitude Feature,GMF）进行降维,同时将主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）引入到算法中,确定用最近邻分类器进行分类识别的最优投影子空间。通过在ORL人脸数据库上的实验证明了该算法的有效性,用Gabor小波提取特征对光照和表情变化等有良好的鲁棒性。     

基于稀疏表示的遮挡人脸表情识别方法

用基于稀疏表示的分类方法识别遮挡人脸表情时,遮挡字典不具有冗余度且身份特征易干扰表情分类.针对此问题,文中提出一种基于稀疏表示的遮挡人脸表情识别方法.该方法首先通过对图像多级分块得到具有冗余度的遮挡字典,然后通过稀疏分解求出待测图像的稀疏表示系数,最后在待测图像所在的子空间内实现表情类别判断.该方法使待测图像的分解系数变得更稀疏,同时避免身份特征对表情分类的干扰.在Cohn-Kanade和JAFFE人脸库上的遮挡表情识别实验表明,该方法对遮挡人脸的表情识别具有较强的鲁棒性.     

基于HOG多特征融合与随机森林的人脸识别

针对人脸识别在复杂环境下识别率低的问题,提出了一种基于梯度直方图(HOG)多特征融合与随机森林的人脸识别方法.该方法通过HOG特征描述子对人脸进行特征提取.首先以网格作为采样窗在整个人脸图上进行整体HOG特征的提取,并将人脸图像分成均匀子块,在包含有人脸关键部分的子块中提取局部HOG特征.然后通过二维主成分分析(2DPCA)和线性判别分析(LDA)对整体和局部特征进行降维,并进行特征层融合形成最终分类特征,最后通过随机森林分类器对其进行分类.FERET人脸库、CAS-PEAL-R1人脸库、真实场景人脸库实验表明,该方法对光照具有鲁棒性,且有较高的识别率和较短的识别时间.     

基于余类零空间与最近距离的人脸识别算法

提出了一种新的人脸识别算法,即基于余类零空间与最近距离的人脸识别算法. 通过构建不同类别的人脸图像的余类零空间与子空间,可以将不同类别的人脸最大化地区别出来. 本算法的主要思想在于：测试图像与所属类别图像的子空间之间的距离最小,而与所属类别的图像的余类零空间距离最大. 本算法基于ORL数据集与AR数据集进行了测试. 从这些人脸数据集上的测试结果可以看出,本文提出的算法在PCA降维方法的基础上,比一些常见的算法所使用的判别方式更有效,如最近邻分类器（NN）所使用的最近距离判别方式、最近空间分类器（NS）所使用的最近空间距离判别方式、最近最远子空间分类器（NFS）所使用的最近最远空间距离判别方式等.     

可变光照条件下的人脸识别

主要解决人脸识别中因光照变化导致误识或者拒识的问题。使用DOG（高斯差分变换）对原始人脸图像样本集（A）进行处理,将滤波后的人脸图像样本集（B）加入到原始样本集（A）中,采用了新的方法将样本集A和B进行融合,则既对极端光照条件下人脸图像进行了矫正,又不影响正常光照条件下的人脸识别。在分类阶段,引入了SRC（Sparse Representation Classification）分类器代替传统分类器,提升了在低错误接收率下的识别率,改善因光照剧烈变换而导致的无法识别或者误识的情况。在公开人脸库Yale-B、CMU-PIE以及ORL上的实验结果表明,该方法在不同光照条件下可以提高识别率,改善拒识和误识情况。     

融合PCA、LDA和SVM算法的人脸识别

为了提高人脸识别效率,提出了一种基于PCA、LDA和SVM算法融合的人脸识别方法。使用主成分分析（PCA）将人脸图像变换到新的特征空间中,消除图像特征间的相关性和噪声,提取人脸全局特征,在实验阶段取较多的投影方向使其尽可能多的保持原始信息;使用线性判别分析（LDA）算法进一步投影变换降低数据维度;使用支持向量机（SVM）分类识别。将PCA、LDA和SVM三种算法的优点结合起来,在ORL数据库上进行仿真实验,结果表明该方法的识别率可达99.0%。     

一种M2DPCA和NSA相结合的人脸识别方法

将非参数子空间分析方法（NSA）和模块化2DPCA方法相结合,提出了一种模块化2DPCA+NSA方法。NSA方法需将图像矩阵转化为向量后进行特征提取,导致数据维数很大,没有考虑到图像的局部特征,对图像矩阵进行分块,采用2DPCA进行特征提取,得到替代原始图像的低维新模式,施行NSA。该法能有效提取图像的局部特征,而由于考虑到类内、类间的差异,可弥补PCA 的缺陷。在ORL人脸库和XM2VTS人脸库上对LDA方法、NSA方法以及该方法分别进行了评价和测试,结果显示,所提方法在识别效果上优于LDA方法和NSA方法。     

NSST与CSLDP相结合的人脸识别

针对人脸识别中姿态、光照和表情等变化造成的识别率不高的问题,提出一种非采样Shearlet变换（NSST）与中心对称局部方向模式相结合的人脸识别算法。采用NSST分解人脸图像,得到低频子带图像和高频子带图像,计算子带图像中心对称局部方向模式,分块统计直方图特征信息,将直方图串接起来作为人脸图像的特征向量,利用最近邻分类器分类识别。在ORL、YALE和CAS-PEAL-R1人脸库上进行测试,实验结果表明所提方法简单有效,且对姿态、光照和表情变化具有较好鲁棒性。     

一种自适应加权HOG特征的人脸识别算法

为了提高人脸识别在复杂条件下的识别率,提出一种基于自适应加权梯度方向直方图特征（AW-HOG）的人脸识别方法。该方法首先将人脸图像分成均匀子块,并利用HOG描述算子提取分块人脸特征,根据各分块对识别的贡献率自适应地计算各分块的权重,然后融合权重系数以及各分块的HOG特征,形成AW-HOG特征并采用主成分分析（PCA）算法进行降维,最后利用支持向量机（SVM）进行分类识别。在Yale B 以及AR标准人脸库上的实验结果表明,提出的人脸识别方法在识别率上优于传统算法且对光照具有较强的鲁棒性。     

离散小波变换Haar-LL的行人检测研究

提出一种基于二维离散Haar小波变换的局部二值模式(LBP)与局部梯度模式(LGP)的特征融合方法。对图像进行二维离散Haar小波变换,得到4个不同频率的子图像,对低频部分子图像提取LBP特征,对3个高频部分子图像提取LGP特征,将3个LGP特征并接融合后与LBP特征串接融合进行行人检测。在Matlab环境下利用支持向量机(SVM)对INRIA数据集进行5组实验,分别将该方法与梯度方向直方图(HOG)、金字塔梯度方向直方图(PHOG)、LBP、LGP进行检测率、检测时间、光照鲁棒性以及噪声鲁棒性对比。综合各项实验数据表明,该方法在光照鲁棒性以及噪声鲁棒性方面都能取得更好的效果。     

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。     

Random Sampling for Subspace Face Recognition

Subspace face recognition often suffers from two problems: (1) the training sample set is small compared with the high dimensional feature vector; (2) the performance is sensitive to the subspace dimension. Instead of pursuing a single optimal subspace, we develop an ensemble learning framework based on random sampling on all three key components of a classification system: the feature space, training samples, and subspace parameters. Fisherface and Null Space LDA (N-LDA) are two conventional approaches to address the small sample size problem. But in many cases, these LDA classifiers are overfitted to the training set and discard some useful discriminative information. By analyzing different overfitting problems for the two kinds of LDA classifiers, we use random subspace and bagging to improve them respectively. By random sampling on feature vectors and training samples, multiple stabilized Fisherface and N-LDA classifiers are constructed and the two groups of complementary classifiers are integrated using a fusion rule, so nearly all the discriminative information is preserved. In addition, we further apply random sampling on parameter selection in order to overcome the difficulty of selecting optimal parameters in our algorithms. Then, we use the developed random sampling framework for the integration of multiple features. A robust random sampling face recognition system integrating shape, texture, and Gabor responses is finally constructed.     

二维PCA非参数子空间分析的人脸识别算法

提出一种结合二维PCA(2DPCA)的二维非参数子空间分析(2DNSA)人脸识别算法.利用2DPCA对原始图像矩阵进行特征降维,以降维后的特征为训练样本,进行二维非参数判别分析,并综合考虑类边界样本对分类的影响,采用2DNSA实现更合理的特征提取.基于Yale、LARGE人脸数据库的实验结果表明,与(2D)2pCA、2...     

一种DCT和ELBP融合的人脸特征提取方法

仅使用单一算法提取人脸图像的特征不足以捕捉人脸多方面的信息,为了更好地获取人脸面部特征,针对离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）只能提取人脸面部图像的频域特征,而未考虑近邻像素之间的关系、不能提取纹理特质信息等问题进行了研究,提出一种融合DCT特征和伸长的局部二值模式（Elongated Local Binary Pattern,ELBP）的特征提取方法。该方法首先考虑将人脸图像经DCT变换后的少量低频系数作为人脸的频域特征,然后对人脸图像中贡献相对较大的眼部和嘴部区域进行ELBP特征提取,将该ELBP特征作为人脸的空域特征,并采用PCA方法对所提取的空频域特征进行有效融合,得到更有效的人脸特征,最后用最近邻分类器进行识别。在ORL人脸库和Yale人脸库上的实验结果表明：所提方法比单独采用DCT、ELBP方法或采用DCT和LBP相结合的方法提取的特征更有利于识别,提高了识别的准确性。     

面向人脸识别的WPD-HOG金字塔特征提取方法

人脸识别技术可应用于各监控和安保领域,它涉及特征提取、识别模型等关键技术。其中特征提取方法直接影响识别效果,目前所用的特征提取方法存在特征表达不全面、计算复杂度高等问题。据此,提出一种基于WPD-HOG金字塔的人脸特征提取方法,该方法结合小波包分解（Wavelet Packet Decomposition,WPD）、图像金字塔以及方向梯度直方图（Histograms of Oriented Gradients,HOG）对人脸图像特征进行有效表征,最终将WPD-HOG金字塔特征通过SVM分类器进行分类。通过在ORL人脸库上进行实验,与四种对比方法HOG、HOG金字塔、FWPD-HOG以及FWPD-HOG金字塔进行比较,实验结果表明,WPD-HOG金字塔特征提取方法的识别率要高于对比方法,且在噪声方面具有较好的鲁棒性。