结合差图像和Gabor小波的人脸表情识别

提出一种结合差图像和Gabor小波变换的人脸特征提取方法,并使用支持向量机SVM(Support Vector Machines)进行人脸表情识别。对包含情感信息的静态灰度图像进行预处理,将眼睛和嘴巴等表情子区域从人脸中切割出来,求出其差图像,然后提取差图像的Gabor特征,使用下采样降维减少特征向量的维数并进行归一化,最后使用SVM进行分类。与只从表情子区域提取Ga-bor特征的识别方法进行了比较,结果显示识别效果更好。     

一种加权矩形提取表情特征的方法*

表情特征提取是面部表情识别的一个关键步骤。针对目前特征提取效率低的情况,通过分析Gabor特征提取的性质和积分图像计算效率高的特点,提出一种利用积分图像技术和矩形模板计算面部特征点特征的方法,模板模拟Gabor的多尺度性,每个模板定义相应的权值,表情图像按照Gabor的各个方向旋转,使用旋转图像积分图和加权模板而不是在积分图上旋转模板提取特征点的特征值,最后将此特征值用于表情分类。实验结果表明,该方法在识别结果相当的情况下极大地提高了特征提取的效率。     

基于Gabor小波和稀疏表示的人脸表情识别

通过分析Gabor小波和稀疏表示的生物学背景和数学特性,提出一种基于Gabor小波和稀疏表示的人脸表情识别方法。采用Gabor小波变换对表情图像进行特征提取,建立训练样本Gabor特征的超完备字典,通过稀疏表示模型优化人脸表情图像的特征向量,利用融合识别方法进行多分类器融合识别分类。实验结果表明,该方法能够有效提取表情图像的特征信息,提高表情识别率。     

结合Gabor变换和FastICA的人脸表情识别方法

提出了一种结合Gabor变换和FastICA技术的人脸表情特征提取方法。Gabor小波具有很好的空频局部性和多方向选择性,因此更有利于表情细节信息的提取。FastICA技术能够消除信号间的高阶统计冗余。对图像进行Gabor变换,把得到的系数排列成Gabor特征矢量,用FastICA对Gabor特征矢量进行特征提取,用K-近邻分类器进行分类。JAFFE表情库中的实验证明该方法的有效性。     

组合方法在人脸表情识别中的应用研究

研究人脸表情识别问题,应有效挺取脸表情特征,消除与识别无关的信息.传统的Gabor滤波器在人脸表情特征提取过程中,针对存在提取特征时间较长和特征数据存在冗余性的缺点,提出了一种Gabor和PCA相结合的特征提取,并通过支持向量机进行表情识别方法.方法首先对人脸表情进行预处理得到纯表情图像,采用Gabor提取表情特征,用PCA进行数据冗余处理和用支持向量机识别人脸表情并进行仿真.仿真结果表明,相对于传统的Gabor方法,不仅提高了人脸表情识别的正确率,而且加快了识别的速度.改进办法非常适合于人脸表情图像的分析.     

基于Gabor小波与分形维的人脸情感特征提取

提出一种基于Gabor小波变换与分形维的人脸情感特征提取算法,对包含情感信息的静态灰度图像进行预处理,对表情子区域实行Gabor小波变换,提取情感特征矢量,对人脸兴趣区图像求盒维数和差分分形维数,将经过Gabor小波变换所得的特征矢量和分形维数作为所提取的特征。分析比较了不同测试者7种基本情感的识别效果,实验表明该方法能有效提取与情感变化有关的特征。     

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。     

一种基于Gabor小波特征的人脸表情识别新方法

近来,表情识别成为人机交互研究的热点.将Gabor小波变换与2DPCA结合提出了一种表情识别的新方法.首先对静态灰度表情图片进行预处理,然后对其进行Gabar小波变换,通过2DPCA进行降维,根据Gabor不同尺度不同方向的变换结果训练不同的分类器,由校验集得到分类器权值,通过隶属度函数将各个分类结果模糊化,实现了分类器集成和表情特征数据的融合.实验证明了Gabor小渡与2DPCA结合在表情识别中的有效性,以及基于Gabor小波模糊分类器集成的方法能够进一步提高识别率.     

基于特征融合和模糊核判别分析的面部表情识别方法

提出了基于特征融合和模糊核判别分析（FKDA）的面部表情识别方法。首先,从每幅人脸图像中手工定位34个基准点,作为面部表情图像的几何特征,同时采用Gabor小波变换方法对每幅表情图像进行变换,并提取基准点处的Gabor小波系数值作为表情图像的Gabor特征;其次,利用典型相关分析技术对几何特征和Gabor特征进行特征融合,作为表情识别的输入特征;然后,利用模糊核判别分析方法进一步提取表情的鉴别特征;最后,采用最近邻分类器完成表情的分类识别。通过在JAFFE国际表情数据库和Ekman“面部表情图片”数据库上的实验,证实了所提方法的有效性。     

基于偏最小二乘回归的人脸身份和表情同步识别方法

将偏最小二乘回归方法用于人脸身份和表情的同步识别。首先,对每幅人脸图像进行脸部特征提取以及相应的语义特征定义。在脸部特征提取方面,从每幅图像中标定出若干脸部关键点位置,并提取图像在该关键点处的Gabor小波系数（Gabor特征）以及关键点的坐标值（几何特征）,作为该图像的输入特征。语义特征则定义为该人脸图像所属的表情类别信息以及所对应的人脸身份信息。其次,利用核主成分分析(KPCA)方法对脸部Gabor特征和几何特征进行融合,使得输入特征具有更好的识别特性;最后,运用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立脸部特征和语义特征之间的关系模型,并运用此模型对某一测试人脸图像进行表情和身份的同步识别。通过在JAFFE国际表情数据库和AR人脸数据库上的对比实验,证实了所提方法的有效性。     

基于Gabor小波与深度信念网络的人脸识别方法

特征提取与模式分类是人脸识别的两个关键问题。针对人脸识别中的高维和小样本问题,从人脸特征的提取与降维算法入手,提出基于受限玻尔兹曼机(RBM)的二次特征提取及降维算法模型。首先把图像均匀分成若干局部图像块并进行量化,再对图像进行Gabor小波变换,通过RBM对得到的Gabor人脸特征进行编码,学习数据更本质的特征,从而达到对高维人脸特征降维的目的;并以此为基础提出基于深度信念网络(DBN)的多通道人脸识别算法。在ORL、UMIST和FERET人脸库上对不同样本规模和不同分辨率的图像进行实验,识别结果表明,与采用线性降维和浅层网络的方法相比,所提方法取得了较好的学习效率和很好的识别效果。     

自适应Gabor特征的协同表示人脸识别算法

为了解决人脸识别应用中针对人脸姿态的变化,光照等外部环境变化导致识别率不高,且稀疏表示应用于人脸识别收敛速度慢的情况,提出了一种基于多分量的Gabor特征提取和自适应权重选择的协同表示人脸识别算法(GAW-CRC).特征提取阶段,将Gabor变换的所有特征分量中鉴别能力较差的分量淘汰,剩余分量构建特征字典,分别协同表示对应测试样本的特征分量,将所有剩余分量的识别结果,按照自适应的权重函数加权融合得出最终分类结果.实验证明:算法应用于AR,FERET与Extended Yale B人脸库中,当对应的样本存在人脸角度变化,表情变化和光照条件变化等情况时,能够得到更高的识别率.     

联合Gabor误差字典和低秩表示的人脸识别算法

针对人脸图片的遮挡、伪装、光照及表情变化等问题,根据Gabor特征对遮挡、伪装、光照及表情变化有着更强的鲁棒性的特点,提出了联合Gabor误差字典和低秩表示的人脸识别算法(GDLRR)。首先对训练样本和测试样本分别进行Gabor特征提取,并将这些特征组成待测试的特征字典;然后将一个单位阵进行Gabor特征提取并训练成一个更紧凑的Gabor误差字典;最后联合Gabor误差字典和训练特征字典对测试特征字典进行低秩表示后进行分类识别。各类实验表明,提出的改进算法对人脸识别的各类问题都有着更强的鲁棒性和更高的识别准确率。     

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。     

Extraction of the minimum number of Gabor wavelet parameters for the recognition of natural facial expressions

Facial expression recognition has recently become an important research area, and many efforts have been made in facial feature extraction and its classification to improve face recognition systems. Most researchers adopt a posed facial expression database in their experiments, but in a real-life situation the facial expressions may not be very obvious. This article describes the extraction of the minimum number of Gabor wavelet parameters for the recognition of natural facial expressions. The objective of our research was to investigate the performance of a facial expression recognition system with a minimum number of features of the Gabor wavelet. In this research, principal component analysis (PCA) is employed to compress the Gabor features. We also discuss the selection of the minimum number of Gabor features that will perform the best in a recognition task employing a multiclass support vector machine (SVM) classifier. The performance of facial expression recognition using our approach is compared with those obtained previously by other researchers using other approaches. Experimental results showed that our proposed technique is successful in recognizing natural facial expressions by using a small number of Gabor features with an 81.7% recognition rate. In addition, we identify the relationship between the human vision and computer vision in recognizing natural facial expressions.     

2维双树复小波不确定度加权融合的人脸识别

在人脸识别中,传统小波、Gabor小波不能很好地表征人脸特征。提出2维双树复小波多频带不确定度加权融合的人脸识别算法,使用了人脸2维双树复小波多频带特征,计算多频带不确定度及其权值并结合多频带特征进行加权融合,能很好得到人脸的特征。该加权融合算法首先计算人脸2维双树复小波多个频带特征图,然后计算多个频带滤波不确定度权值,最后进行加权融合。同时使用了2维主成分分析(2DPCA)方法对特征向量进行子空间投影,应用欧氏距离作为相似测度实现分类识别。使用英国剑桥Olivetti实验室(ORL)图像库进行了测试,实验结果表明,提出的方法相对于使用2DPCA、Wavelet和Gabor小波的特征提取方法,取得了更好的识别效果。     

Recognizing faces using Adaptively Weighted Sub-Gabor Array from a single sample image per enrolled subject

In this paper, we propose a new approach for face representation and recognition based on Adaptively Weighted Sub-Gabor Array (AWSGA) when only one sample image per enrolled subject is available. Instead of using holistic representation of face images which is not effective under different facial expressions and partial occlusions, the proposed algorithm utilizes a local Gabor array to represent faces partitioned into sub-patterns. Especially, in order to perform matching in the sense of the richness of identity information rather than the size of a local area and to handle the partial occlusion problem, the proposed method employs an adaptively weighting scheme to weight the Sub-Gabor features extracted from local areas based on the importance of the information they contain and their similarities to the corresponding local areas in the general face image. An extensive experimental investigation is conducted using AR and Yale face databases covering face recognition under controlled/ideal condition, different illumination condition, different facial expression and partial occlusion. The system performance is compared with the performance of four benchmark approaches. The promising experimental results indicate that the proposed method can greatly improve the recognition rates under different conditions.     

基于Gabor和ADABOOST的面部表情识别

多尺度图像的Gabor表示在计算机视觉领域有着广泛的应用,本文探讨了面部表情图像的Gabor表示方法,为了减少特征矢量的维数,本文对Gabor小波系数进行了下采样处理和并采用PCA二次降维。最后利用Adaboost方法对面部表情进行识别,通过实验表明该方法对已知人脸的表情识别率达到95%以上,对未知人脸的表情识别率达72%,识别效果比较好。     

基于主动表观模型姿态矫正和局部加权匹配人脸识别

非约束环境下,光照、姿态、表情、遮挡等复杂背景因素给人脸识别带来严重影响。提出一种基于AAM（active appearance model）的图像对齐和局部匹配人脸识别算法,使之能够增强人脸识别算法对姿态、表情变化的鲁棒性。AAM能够快速准确地定位人脸的特征点,进而将图像扭转到一个标准正面人脸模型中。接着,提出一种新的基于信息熵的Gabor jet加权方法用于提高人脸识别率;并且对Borda count分类器组合方法进行了改进,认为在投票过程中为其设置阈值来排除“噪声”的干扰可以提高识别率。通过与多种人脸识别方法的实验结果比较表明,使用AAM矫正图像后,联合熵加权Gabor方法和加阈值Borda能够取得比单独使用更好的成绩。     

Gabor特征融合的嵌入式人脸识别系统的研究

在嵌入式人脸识别系统中,由于多尺度Gabor抽取特征的维数和数据量过大,不适合在ARM板上实现,提出了多尺度Gabor特征加权融合的方法,很好地解决了图像维数和数据量过大的难点。加权融合过程包括多尺度Gabor特征的提取、特征权值的计算和加权融合过程。同时使用了类Haar特征提取人脸、2DPCA对人脸图像进行降维。基于EELiod 270嵌入式开发平台实现了一个嵌入式系统,结合典型图片库和实际图片进行了人脸识别测试,实践结果表明,系统在保证一定的识别率的同时,大幅度降低了运行时间,实时识别效果良好。