自适应加权完全局部二值模式的表情识别

为了有效地提取局部特征和全局特征以提高表情识别的性能,提出自适应加权的完全局部二值模式（Adaptively Weighted Compound Local Binary Pattern,AWCLBP）的人脸表情识别算法。首先对人脸表情图像进行预处理分离出表情子区域,与此同时生成表情子区域的贡献度图谱（Contribution Map,CM）;然后对表情子区域和整幅表情图像做完全局部二值模式变换提取三种特征（差值符号特征CLBP_S、差值幅值特征CLBP_M、中心像素特征CLBP_C）并连接三种特征生成级联直方图,并根据CM对表情子区域的级联直方图进行加权和整张图像的直方图进行融合;最后用卡方距离和最近邻方法进行分类识别。本算法在JAFFE库上做了实验并和LBP、Gabor小波、活动外观模型进行了比较,验证了本算法的有效性。     

判别性完全局部二值模式人脸表情识别

针对完全局部二值模式（CLBP）存在直方图维数过高和特征冗余,会导致识别速度降低和识别率低的问题,提出基于有判别力的完全局部二值模式（Discriminative completed LBP,disCLBP）的人脸表情识别算法。首先,对人脸表情图像进行预处理获得表情子区域;然后提取表情子区域和整幅图像的disCLBP特征,针对不同的表情筛选出不同的表情特征,再将筛选出的表情子区域特征直方图融合;最后用最近邻分类器进行分类识别。该算法在CK人脸表情库上进行实验的平均识别率为97.3%。     

基于局部Gabor自适应三值模式的人脸识别

提出一种融合Gabor特征和局部三值模式（LTP）的人脸识别方法,并在算法中对局部三值模式（LTP）进行改进,提出能够自适应阈值的LATP算子。对归一化后的人脸图像进行多尺度、多方向的Gabor滤波提取其对应的幅值特征,在每个幅值图像上进行LATP运算,抽取局部邻域关系模式,这些模式的区域直方图再经过信息熵加权并串联得到最终的人脸描述,识别过程使用[χ2]距离对特征直方图进行相似度匹配。在ORL和Yale人脸数据库上实验,结果表明提出的算法对人脸表情和光照变化具有更好的适应性,对噪声干扰具有更强的鲁棒性。     

基于LBP直方图的复杂光照下的人脸识别

提出一种具有较强光照鲁棒性的人脸识别方法。通过Gamma校正、高斯差分（DoG）滤波和对比度均衡化算法对图像进行光照预处理,降低光照敏感度;利用局部二值模式（LBP）算子提取局部纹理特征,将图像划分为若干个不重叠的子区域,提取每个子区域LBP直方图,形成人脸图像特征,用主成分分析（PCA）进行降维处理;使用支持向量机（SVM）进行分类识别。在Yale-B数据库进行实验的结果表明,该算法的平均识别率可达99.68%,其性能优于目前该领域的典型算法。     

基于子区域加权的不同年龄段人脸表情识别

人脸图像中不同子区域对表情识别的贡献度不同,而且同一子区域对不同年龄段人(如中老年、青年、儿童)的表情识别贡献度也不同。因此,若采用单一固定的子区域加权模式进行人脸表情识别,无法达到最佳识别率。为了提高识别率,提出一种可变加权值的表情识别方法。对中老年人、青年人和儿童分别建立表情数据库,分割出纯人脸区域、眼睛区域和嘴巴区域。对这些区域提取特征后将其进行加权融合,通过设置不同的权值研究其对不同年龄段人脸表情识别的影响。实验结果表明,采用可变加权值比采用固定加权值方法的识别率明显更高。对中老年人的表情识别率提高了8.6%,对青年人的表情识别率提高了4.8%,对儿童的表情识别率提高了1.4%。     

基于HOSVD分类的非特定人脸表情识别算法

由于人脸外观、光照、姿势变化等对人脸表情特征提取的影响,非特定人脸表情识别率普遍较低.针对上述问题,提出一种基于高阶奇异值分解(HOSVD)分类的非特定人脸表情识别算法.算法融合局部方向模式(LDP)全脸特征和中心化二值模式(CBP)局部特征,以增强人脸表情特征的鉴别力,引人HOSVD建立表情子空间进行分类识别,从而减少人脸外观对表情特征的影响,同时利用HOSVD求解区域能量用于精确匹配.在JAFFE数据库上的非特定人脸表情实验结果表明,HOSVD分类算法相比传统最近邻算法更能区分表情图像的特征,识别率提高了 18％,此外,LDP融合CBP特征相比LDP特征和CBP特征更能准确描述人脸表情,识别率分别提高了 17％和12.2％.由此可见,上述方法对解决非特定人表情识别问题具有更好的识别效果.     

拉普拉斯滤波结合CS-LBP的单样本人脸识别

针对传统的人脸识别算法在单训练样本的情况下识别率不佳的情况,提出一种结合拉普拉斯滤波与中心对称局部二值模式的人脸识别算法（LFCLBP）。对原始人脸图像进行拉普拉斯滤波处理;然后对图像提取梯度幅值和梯度相位信息,对梯度幅值用CS-LBP算子编码,再将梯度相位量化到16个区间进行编码,将二者融合成人脸图像的LFCLBP特征;分块统计直方图特征,将所有分块的直方图串联起来作为人脸图像的特征向量,并用最近邻分类器识别。在YALE人脸库和AR人脸库上进行测试,测试结果表明该算法有效,在光照变化、表情变化和部分遮挡等环境下对单样本人脸图像具有较好的识别效果。     

基于光照归一化分块完备LBP特征的人脸识别

针对复杂光照条件下的人脸识别,提出了一种基于光照归一化分块完备局部二值模式（B-CLBP）特征的人脸识别算法。该方法对人脸图像进行光照归一化预处理,对处理后的人脸图像进行B-CLBP特征提取,融合成B-CLBP直方图,根据最近邻准则进行分类识别。在Extended Yale B人脸库上的实验结果表明,所提算法可以有效提高复杂光照条件下的人脸识别率。     

自适应加权融合显著性结构张量和LBP的表情识别

针对局部二值模式（Local Binary Pattern，LBP）提取纹理特征时忽略了图像的局部结构信息问题，提出一种自适应加权融合显著性结构张量和LBP的表情识别算法。该算法通过对整幅图片进行显著性区域检测得到全局显著图来消除细小的纹理和噪声。在显著图的基础上进一步提取两种显著性纹理特征，根据每种特征信息熵的贡献度来作为特征向量的加权依据。利用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）进行表情图像的分类。实验结果表明，自适应加权融合的两种纹理特征能够较好地描述人脸的特征，有效地提高表情识别率。     

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。     

局部定向模式在人脸识别中的应用

人脸识别是当今模式识别和人工智能领域的一个活跃研究方向。基于局部二值模式（LBP）算子提出局部定向模式（Local Directional Pattern,LDP）算子。对人脸图像进行分块,采用局部定向模式算子对每块图像进行特征提取并计算每块区域的特征直方图,对特征直方图采用Chi距离测度进行比较识别。实验证明,该方法在Yale人脸数据库和Yale B人脸数据库相比局部二值模式有更好的识别率,说明该方法对光照有良好的鲁棒性。     

增强局部量化模式人脸识别算法

针对局部二值模式没有考虑邻域点之间的关系以及局部序数模式（LIOP）的邻域点数过少不足,提出一种利用大邻域范围内邻域点间序数信息的特征提取算法。该算法首先以类似LIOP编码的方式得到的邻域特征向量,然后应用[k]均值聚类算法降低特征向量的主模数量。同时此聚类过程可以离线进行并且运行十分高效;最终将级联直方图特征作为人脸特征向量。实验结果表明,该方法的鲁棒性和识别率均优于对比算法。最后应用WPCA算法既降低特征维数又提升了算法的识别率。     

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。     

用于DR图像缺陷检测的改进的LBP算法

针对传统LBP（Local Binary Pattern）算法在DR图像缺陷检测中对噪声异常敏感而导致的缺陷识别率低的问题,在已有的韦伯LBP算法（Weber Local Binary Pattern,WLBP）的基础上,提出改进的WALBP（Weber Adapted Local Binary Patterns）算法。WALBP算法保留了WLBP算法最后生成二维直方图的特点,对其所用的LBP算子和LoG（Laplacian of Gaussian）方法进行了改进。WALBP算法更加有效地描述了DR图像的纹理特征,同时有效解决了WLBP算子在进行缺陷检测时直方图维数较多及分类能力不强的问题。通过对多幅铸件DR图像进行实验分析,结果表明,相对于已有的WLBP算法和传统的LBP算法,WALBP算法在缺陷检测上具有更高的识别率,在缺陷识别技术中具有很高的应用价值。     

多尺度中心误差补偿二值模式的表情识别

针对Gabor小波与局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）在表情识别上的局限性,提出了一种多尺度中心误差补偿二值模式（Center Error Compensation Binary Pattern,CECBP）的表情识别方法。对预处理后的人脸表情图像创建多尺度的金字塔,用中心误差补偿二值模式对金字塔中的各层图像进行编码,分块提取各层编码后的直方图序列作为特征,用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）进行分类。在JAFFE、Cohn-Kanade以及Pain Expression表情库上的交叉验证表明,该方法可以抑制噪声,具有较高的识别率和较快的识别速度,比传统的Gabor小波以及LBP更具有优势。     

融合LBP和局部稀疏表示的人脸表情识别

为更好获取人脸局部表情特征,提出了一种融合局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）和局部稀疏表示的人脸表情特征与识别方法。为深入分析表情对人脸子区域的影响,根据五官特征对人脸进行非均匀分区,并提取局部LBP特征;为精细刻画人脸局部纹理,整合人脸局部特征,设计了人脸局部稀疏重构表示方法,并根据表情对各局部子区域的影响因子,加权融合局部重构残差进行人脸表情识别。在JAFFE2表情人脸库上的对比实验,验证了该方法的可行性和鲁棒性。     

结合改进的LBP和LDP的人脸表情识别

提出了一种结合改进的LBP（局部二值模式）和LDP（局部定向模式）的人脸表情特征提取方法。改进的LBP维数明显降低,更多地考虑了空间结构信息且计算速度得到了提高。LDP方法具有很强的抗噪能力,更好地提取边缘信息。基于两种方法可以优势互补,先对图像分块子区域用改进的LBP进行特征提取,再用LDP对脸部子区域进行特征提取,最后把改进的LBP提取的特征和LDP提取的特征按顺序串接起来作为总特征,用最近邻进行分类。在JAFFE表情库进行了实验,证明提出的方法能够有效地提高人脸表情的识别率。