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.     

局部遮挡条件下的人脸表情识别

针对局部遮挡条件下的人脸表情识别,提出一种新的基于Gabor滤波和灰度共生矩阵的表情识别算法。首先设计一种分块提取Gabor特征统计量的方法,生成一个低维Gabor特征向量;然后,考虑到分块的Gabor特征缺失了像素之间的关联性,将反映像素间位置分布特性的灰度共生矩阵引入到表情识别领域,以此来弥补Gabor特征分块处理产生的不足;最后,将提取的低维Gabor特征向量和灰度共生矩阵纹理特征进行线性叠加,高斯归一化后生成一组用于特征表达的低维特征向量。在日本女性人脸表情库和荷兰内梅亨大学人脸数据库上的实验证明该算法对人脸不同区域、不同程度遮挡的表情识别具有鲁棒性强、特征向量维数低、分类耗时短、识别速率高的特点。     

基于Gabor小波与LBP直方图序列的人脸年龄估计

提出了一种基于Gabor小波和局域二值模式(Local binary pattern,LBP)直方图序列的人脸年龄估计方法。首先对人脸图像提取多方向与多尺度的Gabor幅值域图谱(Gabor magnitude maps,GMMs);然后采用基于局部特征的LBP算子对GMMs编码,并对之分块,由各子块的直方图序列来描述人脸;为进一步降低人脸特征维数,再对人脸直方图序列特征应用主成分分析(PCA);最后使用支持向量机回归(SVR)的LOPO策略对人脸年龄库进行训练和测试。实验结果表明,该方法可以较为快速有效地对人脸图像进行年龄估计。     

基于多通道Gabor滤波与CS-LBP的人脸识别方法

近来,局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)在人脸识别中取得了成功应用。然而,LBP提取的特征维数通常很高。而中心对称局部二值模式(Center-Symmetric Local Binary Pattern,CS-LBP)采用中心对称思想对图像进行编码,能够显著降低提取的特征的维数。为此,将CS-LBP应用于人脸图像特征提取,并结合多通道Gabor滤波,提出了基于多通道Gabor滤波与CS-LBP的人脸识别算法。在Yale,ORL,FETER标准人脸库上的实验结果表明,相比局部二值模式,CS-LBP以提取更少的特征维数取得了相当的识别率,并且,基于多通道Gabor滤波的CS-LBP能显著提高识别精度。     

基于LGBP特征和稀疏表示的人脸表情识别

人脸表情识别是一项充满挑战的工作,提出一种基于局部Gabor二值模式(LGBP)特征和稀疏表示的表情识别方法.对表情图像进行归一化处理,标定眉毛、眼睛、嘴巴等部位的特征点,划分出5个表情子区域.对各个子区域进行多尺度多方向的Gabor滤波,对Gabor系数图谱进行局部二值模式(LBP)编码,通过直方图方法降维,形成显著的特征向量.根据特征向量构建符合视觉特征的过完备字典,运用稀疏表示分类方法进行表情识别.通过在JAFFE表情库上进行实验,表情识别率达到87.5％,表明了该方法的有效性.     

融合Gabor、LBP与LPQ特征的面部表情识别

针对传统的Gabor无法兼顾识别率与实时性的缺点,提出了一种融合Gabor、LBP、LPQ三种特征的表情识别算法.首先采用Gabor变换提取人脸图像的边缘信息,根据获得的变换表征结果,提取其LBP特征及LPQ特征;通过PCA算法对提取的特征进行降维,并对降维后的LBP特征及LPQ特征进行直方图操作;最后,设计基于ELM神经网络面部表情分类器.应用JAFFE人脸表情数据库的测试结果表明,该方法比传统方法具有更高的识别准确度和更快的识别速度.     

一种基于多尺度局部纹理特征和CART决策树的野外火灾火焰图像识别算法

为了消除野外环境中枯草、枯树枝、枯树叶等干扰对象对野外火灾识别的影响,提高火焰识别的准确率,提出一种新的基于Gabor滤波和局部二值模式(LBP)的多尺度局部纹理特征提取方法,并构建Adaboost-SVM火焰图像分类器。利用火焰的颜色特征提取出疑似火焰区域;对疑似火焰区域进行Gabor滤波,再对Gabor滤波后不同尺度下的图像以16×16的像素邻域网格作为采样窗口,采用LBP提取其纹理特征;运用CART决策树对LBP特征向量进行降维,将分类回归树算法(CART)选择出来的特征输入到支持向量机(SVM)训练分类器,进行火灾火焰图像识别。实验结果表明,野外火灾火焰的识别准确率为96%,证明了该算法的有效性。     

并行二值模式直方图序列人脸识别方法

局部Gabor二值模式直方图序列(histogram sequence of local Gabor binary patterns,简称HSLGBP)的人脸识别方法具有较高的识别率,但该方法的特征计算较复杂、耗时长,并且特征维数高、匹配速度慢.给出一个并行的HSLGBP方法(简称P-HSLGBP),在多核PC机群上使用MPI实现了该方法,并使用该方法对ORL人脸库中的40人共400幅图像做了实验.理论分析和实验说明了P HSLGBP方法具有较高的加速比和并行计算效率.在保证高识别率前提下,在由10个双核PC机组成的机群环境下的加速比达到17.同时,P-HSLGBP方法具有良好的可扩展性,适于大规模人脸库的快速识别.     

基于局部二元模式Gabor小波变换的人脸识别

将局部二元模式(LBP)与Gabor小波变换相结合,用LBP算子对Gabor特征幅值的邻域变化进行编码,并用直方图分析LBP编码后的局部变化属性,这样避免了因下采样造成的信息损失,同时又通过直方图统计达到了降维的目的.实验结果表明,该方法结合了LBP与Gabor变换的优点,增强了直方图的鉴别能力,又能有效降低维数,取得了较理想的识别效果.     

基于小波分析和几何特征的人脸识别方法研究

在主成分分析法(PCA)和独立成分分析法(ICA)等理论基础上,提出一种结合人脸几何特征和独立Gabor小波特征分析的人脸识别方法.在对人脸图像进行二维小波分解的基础上,从人脸图像的下采样Gabor小波图像中得到一个Gabor小波特征向量并利用PCA法降维,在ICA法的基础上得到独立Gabor小波特征,并结合人脸面部器官的位置和轮廓及器官距离等所构成的几何特征进行人脸识别.     

多级LBP直方图序列特征的人脸识别

人脸识别是当前人工智能和模式识别的研究热点。基于对小波分解和局部二进制模式(LBP)分析,提出了一种多级LBP直方图的序列特征 (M-HSLBP) 的提取方法。2维的小波分解具有对表情变化不敏感的特点,可以很好地压缩和表征人脸图像的特征;LBP是一种有效的纹理描述算子,使用多级可变大小的子窗口对小波变换后的图像进行扫描,对各级子图像进行改进LBP变换并形成多级LBP直方图序列特征,这种特征既能反映人脸局部特征又能反映其整体特征。径向基网络作为分类器具有很高的推广性能,有利于大容量样本的分类。在对人脸库ORL和YEL的识别实验中,该算法识别率达到98%以上,与传统算法相比,取得了更好的识别结果。     

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。     

结合像素模式和特征点模式的实时表情识别

目的 目前2D表情识别方法对于一些混淆性较高的表情识别率不高并且容易受到人脸姿态、光照变化的影响,利用RGBD摄像头Kinect获取人脸3D特征点数据,提出了一种结合像素2D特征和特征点3D特征的实时表情识别方法。方法 首先,利用3种经典的LBP（局部二值模式）、Gabor滤波器、HOG（方向梯度直方图）提取了人脸表情2D像素特征,由于2D像素特征对于人脸表情描述能力的局限性,进一步提取了人脸特征点之间的角度、距离、法向量3种3D表情特征,以对不同表情的变化情况进行更加细致地描述。为了提高算法对混淆性高的表情识别能力并增加鲁棒性,将2D像素特征和3D特征点特征分别训练了3组随机森林模型,通过对6组随机森林分类器的分类结果加权组合,得到最终的表情类别。结果 在3D表情数据集Face3D上验证算法对9种不同表情的识别效果,结果表明结合2D像素特征和3D特征点特征的方法有利于表情的识别,平均识别率达到了84.7%,高出近几年提出的最优方法4.5%,而且相比单独地2D、3D融合特征,平均识别率分别提高了3.0%和5.8%,同时对于混淆性较强的愤怒、悲伤、害怕等表情识别率均高于80%,实时性也达到了10~15帧/s。结论 该方法结合表情图像的2D像素特征和3D特征点特征,提高了算法对于人脸表情变化的描述能力,而且针对混淆性较强的表情分类,对多组随机森林分类器的分类结果加权平均,有效地降低了混淆性表情之间的干扰,提高了算法的鲁棒性。实验结果表明了该方法相比普通的2D特征、3D特征等对于表情的识别不仅具有一定的优越性,同时还能保证算法的实时性。     

融合DCT和LBP特征的表情识别

为了获得更好的面部表情特征,提出了一种融合离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）特征和局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）特征的表情特征提取方法。该方法将人脸图像经过DCT后所获得的低频系数作为表情的整体特征;通过对人脸图像进行分块,计算每个子块的LBP直方图,将这些LBP直方图连接起来形成LBP特征,对该LBP特征使用拉普拉斯特征映射（Laplacian Eigenmaps,LE）降维后得到表情的局部特征。将得到的整体特征和局部特征进行加权融合,使用最近邻分类器进行分类。在JAFFE和Cohn-Kanade表情库上的实验结果表明,该方法比单独使用LBP或者DCT特征,具有更好的效果。     

Feature representation for facial expression recognition based on FACS and LBP

In expression recognition, feature representation is critical for successful recognition since it contains distinctive information of expressions. In this paper, a new approach for representing facial expression features is proposed with its objective to describe features in an effective and efficient way in order to improve the recognition performance. The method combines the facial action coding system(FACS) and "uniform" local binary patterns(LBP) to represent facial expression features from coarse to fine. The facial feature regions are extracted by active shape models(ASM) based on FACS to obtain the gray-level texture. Then, LBP is used to represent expression features for enhancing the discriminant. A facial expression recognition system is developed based on this feature extraction method by using K nearest neighborhood(K-NN) classifier to recognize facial expressions. Finally, experiments are carried out to evaluate this feature extraction method. The significance of removing the unrelated facial regions and enhancing the discrimination ability of expression features in the recognition process is indicated by the results, in addition to its convenience.     

融合二阶HOG与CS-LBP的头部姿态估计

针对头部姿态估计受光照变化、表情、噪声干扰等因素影响导致识别率低的问题,提出一种融合二阶梯度方向直方图(HOG)和中心对称局部二值模式(CS-LBP)特征的姿态特征,用于单帧图像的头部姿态估计。采用二阶HOG对人脸图像进行形状信息提取,得到人脸的轮廓特征;用CS-LBP进行局部纹理信息的提取,通过将二阶HOG提取的轮廓特征和CS-LBP提取的纹理特征进行融合,得到更有效的人脸特征;将融合的姿态特征通过核主成分分析(KPCA)变换非线性映射到高维核空间中,抽取其主元特征分量,采用支持向量机(SVM)分类器进行姿态估计。实验结果表明,方法和HOG、LBP、二阶HOG、CS-LBP方法相比有更高的分类准确率,对光照的变化有很好的鲁棒性。     

信息熵加权的HOG特征提取算法研究

针对人脸图像中不同部位所含的信息熵不同,对识别的影响程度不同等因素,提出了一种信息熵加权的HOG特征提取方法。该算法将待识别的人脸图像进行分块,对分块后的图像进行HOG特征提取,计算每块图像所含的信息熵作为权重系数加到各个分块中形成新的HOG特征,通过PCA算法对特征进行降维,得到信息熵加权的HOG特征。通过在ORL和YALE实验结果表明,该算法相较于其他传统识别方法具有更高的识别精度和准确度,并且对于人脸在光照、姿态表情等干扰因素下均具有良好的有效性和鲁棒性。     

特征点LBP信息在表情识别中的应用

提出一种基于特征点LBP信息的表情识别方法。在分析了表情识别中的LBP特征之后,选择含有丰富表情信息的上半脸眼部周围和下半脸嘴部周围的特征点,计算每个特征点邻域的LBP信息作为表情特征进行表情识别。实验表明,基于特征点LBP信息的方法不需要对人脸进行预配准,较传统的LBP特征更有利于表情识别的实现。     

面向表情识别的AVR和增强LBP特征选择方法

由于对局部纹理特征具有很强的描述能力,LBP（Local Binary Patterns）已经被广泛应用于模式识别、计算机视觉等相关领域,但传统的LBP在表情识别中的正确率并不高,提出了一种结合小波分解的改进LBP特征提取方法,首先使用Adaboost人脸检测算法和2D模型提取人脸图像并归一化,并使用小波分解的方法增强LBP特征,然后通过AVR（Augmented Variance Ratio）特征选取方法降维,最后使用SVM进行分类。JAFFE库上的实验证明了该方法的有效性。