基于曲波变换和余弦测度的人脸识别方法

人脸识别是一种常用的生物特征识别技术,广泛应用于门禁考勤、公安司法等领域。光照、人脸表情与姿态、遮挡等采集条件的变化对 现有人脸识别方法 影响较大,限制了其应用。提出了一种基于曲波变换和余弦测度的人脸识别方法,以提高人脸识别对采集条件的鲁棒性。首先,对待识别人脸图像进行曲波变换,依据曲波系数检测人脸区域的关键点;然后,提取各关键点在不同尺度和方向上的曲波特征,构建人脸特征描述子;最后,依据余弦测度、累加和运算和极值运算求取人脸的最优匹配结果。仿真实验表明,所提方法对光照、姿态、表情和遮挡等变化的鲁棒性强,且识别性能好。     

基于Gabor小波和HMM的人像鉴别算法

探讨了利用Gabor小波和隐马尔可夫模型（HMM）进行人脸识别的方法,首先对人脸图像进行多分辨率的Gabor小波变换;然后在图像上放置一组网格结点,每个结点用该结点处的多尺度Gabor幅度特征描述,采用独立元分析法对每个结点进行去相关和降维;最后形成特征结,把每个特征结作为观测向量,对隐马尔可夫模型进行训练,并将优化的模型参数用于人脸识别,ORL人脸库的实验结果表明,该方法识别率高,工程上易于应用。     

基于Curvelet的边缘纹理特征提取及表情识别

针对小波变换在提取图像边缘特征上的局限性,提出一种使用Curvelet变换进行边缘纹理特征提取的表情识别方法。Curvelet变换在表达图像的边缘曲线上的奇异性时比小波变换更能得到稀疏的图像表示。在表情识别中,对表情图像使用Curvelet变换得到Curvelet系数作为边缘纹理特征能更好地反映表情的变化,使用K最邻近结点算法进行了识别。结果表明在表情识别中该方法比小波变换更有效。     

基于Curvelet及LPP的人脸识别算法

基于人脸图像的曲线奇异性及高维图像数据带来的计算复杂性．提出一种结合Curvelet变换与LPP的人脸识别方法。首先通过Curvelet变换对人脸图像降维,利用LPP将图像投影到最优子空间中,利用支持向量机进行分类识别,实验结果表明该算法的识别效果优于小波变换结合LPP方法、LPP方法。     

人机交互中的人脸信息曲波分析

视觉交互是自然人机交互的重要组成部分,而人脸特征提取则是视觉交互成功的关键。针对小波变换难以充分描述人脸曲线特征的缺点,为了更好地提取人脸特征,将更符合人类视觉特性的曲波变换用于人脸信息处理,提出了结合曲波变换与Adaboost方法的人脸检测优化方法和基于曲波变换与SVM进行表情分析的新方法,并开展了人脸检测、人脸识别与表情分析的对比实验。实验结果显示,曲波变换在人脸特征提取中具有明显优势,从而为自然人机交互的下一步工作打下了坚实基础。     

结构化低秩字典学习的人脸识别

目的 现实中采集到的人脸图像通常受到光照、遮挡等环境因素的影响,使得同一类的人脸图像具有不同程度的差异性,不同类的人脸图像又具有不同程度的相似性,这极大地影响了人脸识别的准确性。为了解决上述问题对人脸识别造成的影响,在低秩矩阵恢复理论的基础上提出了具有识别力的结构化低秩字典学习的人脸识别算法。方法 该算法基于训练样本的标签信息将低秩正则化以及结构化稀疏同时引入到学习的具有识别力的字典上。在字典学习过程中,首先利用样本的重建误差约束样本与字典之间的关系;其次将Fisher准则应用到稀疏编码过程中,使其编码系数具有识别能力;由于训练样本中的噪声信息会影响字典的识别力,所以在低秩矩阵恢复理论的基础上将低秩正则化应用到字典学习过程中;接着,在字典学习过程中加入了结构化稀疏使其不丢失结构信息以保证对样本进行最优分类;最后再利用误差重构法对测试样本进行分类识别。结果 本文算法在AR以及ORL人脸数据库上分别进行了实验仿真。在AR人脸数据库中,为了分析样本不同维数对实验结果造成的影响,选取了第一时期拍摄的每人6幅图像,包括1幅围巾遮挡,2幅墨镜遮挡以及3幅脸部表情变化以及光照变化（未被遮挡）的图像作为训练样本,同时选取相同组合的样本图像作为测试样本,无论哪种方法,图像的维度越高识别率越高。对比SRC （sparse representation based on classification）算法与DKSVD （discriminative K-means singular value decomposition）算法的识别率可知,DKSVD算法通过字典学习减缓了训练样本中的不确定因素对识别结果的影响;对比DLRD_SR （discriminative low-rank dictionary learning for sparse representation）算法与FDDL （Fisher discriminative dictionary learning）算法的识别率可知,当图像有遮挡等噪声信息存在时,字典低秩化可以提高至少5.8%的识别率;对比本文算法与DLRD_SR算法可知,在字典学习的过程中加入Fisher准则后识别率显著提高,同时理想稀疏值能保证对样本进行最优的分类。当样本图像的维度达到500维时人脸图像在有围巾、墨镜遮挡的情况下识别率可达到85.2%;其中墨镜和围巾的遮挡程度分别可以看成是人脸图像的20%和40%,为了验证本文算法在不同脸部表情变化、光照改变以及遮挡情况下的有效性,根据训练样本的具体图像组合情况进行实验。无论哪种样本图像组合,本文算法在有遮挡存在的样本识别中具有显著优势。在训练样本只包含脸部表情变化、光照变化以及墨镜遮挡图像的情况下,本文算法的识别率高于其他算法至少2.7%,在训练样本只包含脸部表情变化、光照变化以及围巾遮挡图像的情况下,本文算法的识别率高于其他算法至少3.6%,在训练样本包含脸部表情变化、光照变化、围巾遮挡以及墨镜遮挡图像的情况下,其识别率高于其他算法至少1.9%。在ORL人脸数据库中,人脸图像在无遮挡的情况下识别率达到95.2%,稍低于FDDL算法的识别率;在随机块遮挡程度达到20%时,相比较于SRC算法、DKSVD算法、FDDL算法以及DLRD_SR算法,本文算法的识别率最高;当随机块遮挡程度达到50%时,以上算法的识别率均不高,但本文算法的其识别率仍然最高。结论 本文算法在人脸图像受到遮挡等因素的影响时具有一定的鲁棒性,实验结果表明该算法在人脸识别方面具有可行性。     

Facial expression recognition using ASM-based post-processing technique

Facial expression recognition is a challenging field in numerous researches, and impacts important applications in many areas such as human-computer interaction and data-driven animation, etc. Therefore, this paper proposes a facial expression recognition system using active shape model (ASM) landmark information and appearance-based classification algorithm, i.e., embedded hidden Markov model (EHMM). First, we use ASM landmark information for facial image normalization and weight factors of probability resulted from EHMM. The weight factor is calculated through investigating Kullback-Leibler (KL) divergence of best feature with high discrimination power. Next, we introduce the appearance-based recognition algorithm for classification of emotion states. Here, appearance-based recognition means the EHMM algorithm using two-dimensional discrete cosine transform (2D-DCT) feature vector. The performance evaluation of proposed method was performed with the CK facial expression database and the JAFFE database. As a result, the method using ASM information showed performance improvements of 6.5 and 2.5% compared to previous method using ASM-based face alignment for CK database and JAFFE database, respectively.     

基于流形的表情分解算法

提出了基于流形的表情分解算法。首先,运用保局投影将图像投影到低维的表情流形子空间,再在流形子空间里对它们进行高阶奇异值分解,最后在个人子空间和表情子空间里完成人脸和表情识别。该算法用流形学习解决了高阶奇异值分解中的图像特征值提取问题,用高阶奇异值分解解决了流形表情识别中个人模式影响表情识别的问题。是一种流形学习与高阶奇异值分解优势互补的算法。在CMU-AMP和JAFFE人脸库上的实验表明,该算法对人脸和表情识别都十分有效。     

结合LBP特征和深度学习的人脸表情识别

对于人脸表情识别,传统方法是先提取图像特征,再使用机器学习方法进行识别,这种方法不但特征提取过程复杂且泛化能力也差。为了达到更好的人脸表情识别效果,文中提出一种结合特征提取和卷积神经网络的人脸表情识别方法。首先使用基于Haar-like特征的AdaBoost算法对于数据库原始图片进行人脸区域检测,然后提取人脸区域局部二值模式（Local Binary Patterns,LBP）特征图,将其尺寸归一化后输入到改进的LeNet-5神经网络模型中进行识别。在CK+和JAFFE数据集上采用10折交叉验证方法进行实验,分别为98.19%和96.35%的准确率。实验结果表明该方法与其他主流方法相比在人脸表情识别上有一定的先进性和有效性。     

Human face recognition based on ensemble of polyharmonic extreme learning machine

This paper proposes a classifier named ensemble of polyharmonic extreme learning machine, whose part weights are randomly assigned, and it is harmonic between the feedforward neural network and polynomial. The proposed classifier provides a method for human face recognition integrating fast discrete curvelet transform (FDCT) with 2-dimension principal component analysis (2DPCA). FDCT is taken to be a feature extractor to obtain facial features, and then these features are dimensionality reduced by 2DPCA to decrease the computational complexity before they are input to the classifier. Comparison experiments of the proposed method with some other state-of-the-art approaches for human face recognition have been carried out on five well-known face databases, and the experimental results show that the proposed method can achieve higher recognition rate.     

High-speed face recognition based on discrete cosine transform and RBF neural networks

In this paper, an efficient method for high-speed face recognition based on the discrete cosine transform (DCT), the Fisher's linear discriminant (FLD) and radial basis function (RBF) neural networks is presented. First, the dimensionality of the original face image is reduced by using the DCT and the large area illumination variations are alleviated by discarding the first few low-frequency DCT coefficients. Next, the truncated DCT coefficient vectors are clustered using the proposed clustering algorithm. This process makes the subsequent FLD more efficient. After implementing the FLD, the most discriminating and invariant facial features are maintained and the training samples are clustered well. As a consequence, further parameter estimation for the RBF neural networks is fulfilled easily which facilitates fast training in the RBF neural networks. Simulation results show that the proposed system achieves excellent performance with high training and recognition speed, high recognition rate as well as very good illumination robustness.     

疲劳驾驶面部表情识别算法 *

针对疲劳驾驶的六种表情 ,提出几何规范化结合 Gabor滤波提取表情特征 ,使用支持向量机对疲劳驾驶的面部表情分类识别的系统。首先对视频图像预处理进行几何规范化 ,利用二维 Gabor核函数构造最优滤波器 48个,获取 48个面部表情特征点 ,最后利用支持向量机进行面部表情分类识别。实验结果表明径向基函数的 SVM性能最好。     

基于子空间稀疏系数的表情识别方法

提出了一种运用SRC（Sparse Representation based Classification）在个体子空间里,进行表情识别的新方法。用Gabor滤波器,提取表情图像的特征。进行稀疏分解,得到稀疏表示系数。根据稀疏系数确定待测图像所在的子空间,在子空间里,完成表情识别。这种方法较好地避免了不同个体对表情识别的干扰,从而提高了表情识别的正确率。在Cohn-Kanade和JAFFE人脸库上的表情识别实验表明,该方法对表情识别非常有效。     

一种基于Curv-SAE特征融合的人脸降维和识别方法

相比于传统的降维算法,深度学习中的栈式自编码器(Stacked Autoencoder,SAE)能够有效地学习特征并实现高效降维,然而对输入特征极其敏感。第二代离散曲波变换(Discrete Curvelet Transform,DCT)能够提取出人脸的各向信息(包含边缘和概貌特征),确保SAE的输入特征充分,从而弥补了其不足。因此,提出了一种基于Curv-SAE特征融合的人脸识别降维算法,即对人脸图像进行DCT得到特征脸并将其作为SAE的输入特征进行训练,特征融合后将其输入到分类器中进行识别。在ORL和FERET人脸数据库上的实验表明,与小波变换相比,曲波的特征信息更丰富;与传统的降维算法相比,SAE的特征表达更充分且识别精度更高。     

利用均匀离散曲波域LCHMM的图像降噪算法

提出了一种在均匀离散曲波域中利用局部上下文隐马尔可夫模型进行建模的图像降噪算法。介绍均匀离散曲波变换的特点,分析其系数的统计分布规律,表明适合用隐马尔可夫模型对其进行建模。通过期望最大化训练获取模型的参数,利用参数得到降噪图像的系数估计。分别对光学图像和高分辨率的SAR图像进行了降噪实验,与小波域、轮廓波域的局部上下文隐马尔可夫模型等降噪方法进行比较,结果表明,提出的算法能够有效地去除噪声,具有较强的边缘保持能力。     

鲁棒的正则化编码随机遮挡表情识别

为了提高随机遮挡下人脸表情的识别率,提出一种新的人脸表示模型,即鲁棒的正则化编码,通过正则回归系数对给定信号进行鲁棒回归。首先,为了减少遮挡对人脸表情识别系统的影响,待识别表情图像的每个像素点将被分配不同的权重;然后,由于被遮挡部分像素点应分配较小的值,通过连续迭代直到权重收敛于设定的权重阈值;最后,待测图像的稀疏表示将通过最优权重矩阵计算,且待测表情图像分类结果由训练样本逼近待测图像的最小残差决定。应用该方法在日本的JAFFE表情数据库和Cohn-Kanade数据库上取得较理想的结果,且实验结果表明该方法对随机遮挡表情识别具有鲁棒性。     

基于变换投影的眼睛轮廓提取方法

眼睛作为人脸的重要器官,其特征对于人脸表情识别非常重要,因此需要对眼睛轮廓进行提取。该文根据眼睛的轮廓特征知识,提出一种利用变换投影估计形状参数,在形状区域内结合图像信息提取眼睛轮廓的新方法。在分析变形模板和变换投影的特点基础上,对基于变换投影提取眼睛轮廓的方法进行介绍。在人脸数据库JAFFE上的实验表明该方法是可行的。该方法同样可以用于其他形状的检测。     

基于曲波与主分量分析的人脸识别

本文提出了基于曲波变换和主分量分析的人脸识别算法。针对小波变换仅能有效表达图像中的点奇异性的弱点,采用曲波变换提取面部主要特征。由于人脸的主要特征是面部的曲线信息,而曲波变换直接以曲线为表达基元,其变换系数能有效表示沿曲线的奇异性,而且是各向异性的,所以能更好地表达面部特征。进一步使用主分量分析将特征投影到更具表达力的空间中,从而达到更高的识别率。实验结果表明曲波的性能优于小波,尤其是曲波小尺度系数的识别率明显高于小波高频系数。