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。     

Risk function estimation for subproblems in a hierarchical classifier

One of the solutions to the classification problem are the ensemble methods, in particular a hierarchical approach. This method bases on dynamically splitting the original problem during training into smaller subproblems which should be easier to train. Then the answers are combined together to obtain the final classification. The main problem here is how to divide (cluster) the original problem to obtain best possible accuracy expressed in terms of risk function value. The exact value for a given clustering is known only after the whole training process. In this paper we propose the risk estimation method based on the analysis of the root classifier. This makes it possible to evaluate the risks for all subproblems without any training of children classifiers. Together with some earlier theoretical results on hierarchical approach, we show how to use the proposed method to evaluate the risk for the whole ensemble. A variant, which uses a genetic algorithm (GA), is proposed. We compare this method with an earlier one, based on the Bayes law. We show that the subproblem risk evaluation is highly correlated with the true risk, and that the Bayes/GA approaches give hierarchical classifiers which are superior to single ones. Our method works for any classifier which returns a class probability vector for a given example.     

基于局域二值模式与支持向量机的年龄估计

为了解决在人脸识别过程中由于年龄的变化而使人脸识别率急剧下降的问题,可在识别过程中加入快速、准确的年龄估计。提出了一种基于局域二值模式LBP（Local Binary Pattern）与支持向量机SVM（Support Vector Machine）回归相结合的年龄估计方法。对于人脸图像首先采用基于局部纹理特征的LBP算子进行人脸纹理特征提取;然后用基于整体特征的PCA方法对提取出来的纹理特征向量进行降维;最后使用SVM回归进行训练得到全局年龄函数,建立纹理特征向量与年龄之间的对应关系。实验结果表明,这种方法可以快速有效地对人脸图像进行年龄估计。     

基于完整LBP特征的人脸识别*

提出一种基于完整局部二值模式(CLBP)进行人脸识别的方法,CLBP算子包括三个部分:中心像素的LBP(CLBP_C)、符号部分的LBP(CLBP_S)、数值部分的LBP(CLBP_M)。该方法首先采用CLBP算子提取人脸灰度图像的直方图;然后融合成CLBP直方图,进行直方图相似性比较;最后根据最近邻原则进行识别。在ORL和YALE标准人脸数据库上的实验表明,该方法得到的结果比LBP效果更好,鲁棒性更高。     

面部动态特征描述的抑郁症识别

目的 抑郁症是一种严重的精神类障碍,会显著影响患者的日常生活和工作。目前的抑郁症临床评估方法几乎都依赖于临床访谈或问卷调查,缺少系统有效地挖掘与抑郁症密切相关模式信息的手段。为了有效帮助临床医生诊断患者的抑郁症严重程度,情感计算领域涌现出越来越多的方法进行自动化的抑郁症识别。为了有效挖掘和编码人们面部含有的具有鉴别力的情感信息,本文提出了一种基于动态面部特征和稀疏编码的抑郁症自动识别框架。方法 在面部特征提取方面,提出了一种新的可以深层次挖掘面部宏观和微观结构信息的动态特征描述符,即中值鲁棒局部二值模式—3D正交平面（median robust local binary patterns from three orthogonal planes,MRELBP-TOP）。由于MRELBP-TOP帧级特征的维度较高,且含有部分冗余信息。为了进一步去除冗余信息和保留关键信息,采用随机映射（random projection,RP）对帧级特征MRELBP-TOP进行降维。此外,为了进一步表征经过降维后的高层模式信息,采用稀疏编码（sparse coding,SC）来抽象紧凑的特征表示。最后,采用支持向量机进行抑郁程度的估计,即预测贝克抑郁分数（the Beck depression inventory-II,BDI-II）。结果 在AVEC2013（the continuous audiovisual emotion and depression 2013）和AVEC2014测试集上,抑郁程度估计值与真实值之间的均方根误差（root mean square error,RMSE）分别为9.70和9.22,相比基准算法,识别精度分别提高了29%和15%。实验结果表明,本文方法优于当前大多数基于视频的抑郁症识别方法。结论 本文构建了基于面部表情的抑郁症识别框架,实现了抑郁程度的有效估计;提出了帧级特征描述子MRELBP-TOP,有效提高了抑郁症识别的精度。     

局部时空域模型的核密度估计目标检测方法

针对非参数核密度估计在前期学习阶段信息冗余和计算量大,在后期背景更新阶段自适应性差需手动调整阈值和检测结果出现阴影等问题,提出一种基于局部时空域模型的核密度估计目标检测方法。在前期训练学习阶段采用K均值聚类选择关键帧,从而避免信息冗余和计算量大问题;在后期背景更新阶段,构建一种局部时空域模型,在时间域通过历史帧信息自适应调整时间域窗口大小,在空间域利用颜色和LBP描述的纹理特征消除部分阴影问题。在复杂场景下的实验结果表明,该算法在实时性和检测准确率方面有效得到提高。     

基于二维多尺度局部Gabor二进制模式特征的表情识别

为了在独立于个体身份的面部表情识别中取得更加理想的效果,提出了一种基于二维多尺度局部Gabor二进制模式（MB-LGBP）特征的识别方法。对于表情识别而言,MB-LGBP已被证明了是一种局部和整体上都具有很强表征能力的描绘子。将MB-LGBP与灰度共现矩阵(GLCM)结合起来得到了可以更好地描述局部纹理空间结构特性的二维MB-LGBP特征。在识别中,分别选择了支持向量机（SVM）和基于卡方距离的K-最近邻（KNN）分类器,并对结果进行了比较。实验结果证明了二维MB-LGBP特征相比于MB-LGBP以及其他一些主要的表情识别特征的优越性。     

基于局部Gabor变化直方图序列的人脸描述与识别

提出了一种在Gabor变换幅值域内提取局部变化模式空间直方图序列(histogram sequence of local Gabor binary patterns,简称HSLGBP)的人脸描述及其识别方法.鉴于Gabor特征对光照、表情等变化比较鲁棒,并已在人脸识别领域得到成功应用,首先对归一化的人脸图像进行多方向、多分辨率Gabor小波滤波,并提取其对应不同方向、不同尺度的多个Gabor幅值域图谱(Gabor magnitude map,简称GMM),然后在每个GMM上采用局部二值模式(local binary pattern,简称LBP)算子抽取局部邻域关系模式,最后由这些模式的区域直方图形成的序列来描述人脸.Gabor变换、LBP、空间区域直方图的采用使得该方法对光照变化、表情变化、误配准等具有良好的鲁棒性.而且,这种人脸建模方法不需要基于训练集合进行统计学习,因而不存在推广性问题.同时,进一步探讨了如何在分类器设计阶段与统计方法进行结合的问题,提出了统计Fisher加权的HSLGBP匹配方法.在通过FERET人脸库光照、表情和时间变化测试集上与已发表的实验结果进行对比,充分验证了该方法的有效性.     

基于核典型相关分析的多特征组合人脸识别

为了提高人脸的识别率,利用多特征和分类器之间的互补优势,提出一种基于核典型相关分析的多特征组合人脸识别方法（KCCA-MF）。提取人脸图像的LBP特征和Gabor特征,采用核典型相关分析算法对两种特征进行融合,以消除冗余特征,采用K近邻算法和支持向量机建立组合人脸分类器,并采用3个经典人脸库进行仿真分析。结果表明,相对于其他人脸识别方法,KCCA-MF提高了人脸识别的识别准确率和效率,可以满足人脸识别的实时性要求。     

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。     

基于组合特征和级联分类器的防震锤检测算法

提出一种高压输电线路上的防震锤检测识别算法,算法基于分块的Haar特征、基于区域的LBP特征以及HOG特征一起作为组合特征来检测防震锤。其主要分为5个步骤:预处理待检测图像;改进归一化互相关匹配算法并进行模板匹配,得到防震锤疑似区域样本集;提取防震锤疑似区域的组合特征;对防震锤疑似区域使用级联分类器进行多级分类;统计分类结果。实验结果表明,该算法具有较高的精确率、召回率和准确率。     

基于优选LBP与加权SVM的年龄估计*

针对人脸识别中由于年龄变化使识别率急剧下降的问题,提出了一种基于优选局域二值模式与加权支持向量机回归相结合的年龄估计方法。该方法首先对人脸图像进行分块,提取出各分块的LBP直方图;然后采用神经网络贡献分析法计算出各个特征的贡献值,筛选掉贡献较小的特征并对筛选后的特征赋予相应的权值;最后使用加权SVM回归训练得到年龄函数估算出目标图像的年龄。实验结果表明,该方法可以较为准确快速地对人脸图像进行年龄估计。     

A novel illumination-robust face recognition using statistical and non-statistical method

This paper proposes a novel illumination-robust face recognition technique that combines the statistical global illumination transformation and the non-statistical local face representation methods. When a new face image with arbitrary illumination is given, it is transformed into a number of face images exhibiting different illuminations using a statistical bilinear model-based indirect illumination transformation. Each illumination transformed image is then represented by a histogram sequence that concatenates the histograms of the non-statistical multi-resolution uniform local Gabor binary patterns (MULGBP) for all the local regions. This is facilitated by dividing the input image into several regular local regions, converting each local region using several Gabor filters, and converting each Gabor filtered region image into multi-resolution local binary patterns (MULBP). Finally, face recognition is performed by a simple histogram matching process. Experimental results demonstrate that the proposed face recognition method is highly robust to illumination variation as exhibited in the real environment.     

基于局部二值模式与滤波器融合的人耳识别

人耳的丰富纹理信息为身份鉴别提供了重要解决途径。融合信号滤波变换与局部二值模式算子,构建了两种新型纹理描述算子,即局部Gabor二值模式算子与局部小波二值模式算子;提出了一套基于局部纹理特征描述算子的人耳识别方案。针对USTB人耳图像库三的测试实验表明,在选用Chi方相似性测度和局部Gabor二值模式算子时,1-NN分类器可获得98.14%的交叉验证识别率,且运行时间较少。     

基于深层特征和集成分类器的微博谣言检测研究

微博中存在着大量的虚假信息甚至谣言,微博谣言的广泛传播影响社会稳定,损害个人和国家利益。为有效检测微博谣言,提出了一种基于深层特征和集成分类器的微博谣言检测方法。首先,对微博情感倾向性、微博传播过程和微博用户历史信息进行特征提取得到深层分类特征;然后利用分类特征训练集成分类器;最后利用集成分类器对微博谣言进行检测。实验结果表明,提出的基于深层特征和集成分类器的方法能够有效提高微博谣言检测的性能。     

结合纹理与轮廓特征的多通道行人检测算法

针对在复杂场景下,聚合通道特征（ACF）的行人检测算法存在检测精度较低、误检率较高的问题,提出一种结合纹理和轮廓特征的多通道行人检测算法。算法由训练分类器和检测两部分组成。在训练阶段,首先提取ACF特征、局部二值模式（LBP）纹理特征和ST（Sketch Tokens）轮廓特征,然后对提取的三类特征均采用Real AdaBoost分类器进行训练;在检测阶段,应用了级联检测的思想,初期使用ACF分类器处理所有实例,保留下来的少数实例应用复杂的LBP及ST分类器进行逐次筛选。实验采用INRIA数据集对算法进行仿真,该算法的平均对数漏检率为13.32%,与ACF算法相比平均对数漏检率降低了3.73个百分点。实验结果表明LBP特征与ST特征能有对ACF特征进行信息互补,从而在复杂场景下去掉部分误判,提高了行人检测的精度,同时应用级联检测保证了多特征算法的计算效率。     

基于增强方向局部二值模式的纹理分类

针对方向局部二值模式特征维数高且易受噪声影响的问题,提出了增强方法。首先,在方向局部二值模式的基础上,通过将局部邻域划分为多个8-正交邻域的策略,来降低方向局部二值模式的特征维数;其次,在方向局部模式中引入局部三值模式的思想,以减少噪声的影响。采用CURet、UIUC及Outex三个纹理图像库进行试验,结果证明了本文方法以较低的特征维数取得了更好的分类性能。     

融合全局和局部特征的Fisherfaces方法

提出了一种融合全局和局部特征的Fisherfaces方法。在Fisher线性准则下,抽取出图像全局特征和局部特征的最佳分类特征。计算待识别样本和训练样本集的加权欧氏距离。在最近邻准则下,判别待识别样本的类别,在ORL人脸库上进行的对比实验结果表明该方法的优越性。