人机交互中的人脸表情识别研究进展

随着人机交互与情感计算技术的快速发展,人脸表情识别已成为人们研究的热点。为了阐明人机交互中人脸表情识别的研究方向及进展,该文从人脸表情数据库、表情特征提取、表情分类方法、鲁棒的表情识别、精细的表情识别、混合表情识别、非基本表情识别等方面对人脸表情识别的研究现状进行了分析。最后总结了人脸表情识别研究的热点及趋势,同时指出了人脸表情识别研究存在的局限性,并对人脸表情识别的发展进行了展望。     

基于特征区域自动分割的人脸表情识别?

针对目前三维人脸表情区域分割方法复杂、费时问题,提出一种人脸表情区域自动分割方法,通过投影、曲率计算的方法检测人脸的部分特征点,以上述特征点为基础进行人脸表情区域的自动分割。为得到更加丰富的表情特征,结合人脸表情识别编码规则对提取到的特征矩阵进行扩充,利用分类器进行人脸表情的识别。通过对三维人脸表情数据库部分样本的识别结果表明,该方法可以取得较高的识别率。     

基于人脸五官结构特征的表情识别研究

在对人脸表情识别的研究中,对人脸五官的结构特征进行了分析,提出了基于五官结构特征的方法进行人脸表情的识别,文章构造了一种新的表情特征向量权重函数对五官各结构特征向量进行离散化,并构建了一个表情识别分类器,实验表明文章所提出的表情识别方法是有效的。     

基于张量分析的表情特征提取

表情识别的性能依赖于所提取表情特征的有效性,现有方法提取的表情基本上是人脸与表情的融合体,然而不同个体的人脸差异是表情识别的主要干扰因素。在表情识别时,理想情况是将个体相关的人脸特征和与个体无关的表情特征相分离。针对此问题,在三维空间建立人脸张量;然后用张量分析的方法将人脸特征与表情特征进行分离,使获取的表情参数与人脸无关。从而排除不同个体的人脸差异对表情识别的干扰。最后,在JAFFE表情数据库上验证了该方法的有效性。     

人脸表情识别方法综述

人脸表情识别是模式识别中一个非常重要却十分复杂的课题。首先对计算机人脸表情识别技术的研究背景及发展历程作了简单回顾。然后对近期人脸表情识别的方法进行了分类综述。通过对各种识别方法的分析与比较，提出了人脸表情识别技术实用化所需要考虑的几个方面，进而展望了今后人脸表情识别技术的发展方向。     

人脸样貌独立判别的协作表情识别算法

为了降低样貌、姿态、眼镜以及表情定义不统一等因素对人脸表情识别的影响,提出一种人脸样貌独立判别的协作表情识别算法。首先,采用自动的人脸检测算法定位、对齐视频每帧的人脸区域,并从人脸视频序列中选择峰值表情的人脸;然后,采用峰值人脸与某个表情类内的所有人脸产生表情类内差异人脸信息,并通过计算峰值表情人脸与表情类内差异人脸的差异信息获得协作的表情表示;最终,采用基于稀疏的分类器与表情表示决定每个人脸表情的标签。采用欧美与亚洲人脸的数据库进行仿真实验,结果表明本算法获得了较好的表情识别准确率,对不同样貌、佩戴眼镜的人脸样本也具有较好的识别效果。     

人脸表情识别综述

人脸表情识别作为情感计算的一个研究方向,构成了情感理解的基础,是实现人机交互智能的前提。人脸表情的极度细腻化消耗了大量的计算时间,影响了人机交互的时效性和体验感,所以人脸表情特征提取成为人脸表情识别的重要研究课题。总结了国内外近五年的人脸表情识别的稳固框架和新进展,主要针对人脸表情特征提取和表情分类方法进行了归纳,详细介绍了这两方面的主要算法及改进,并分析比较了各种算法的优势与不足。通过对国内外人脸表情识别应用中实际问题进行研究,给出了人脸表情识别方面仍然存在的挑战及不足。     

基于改进轻量级秩扩展网络的人脸表情识别方法

人脸表情识别作为人机交互的一种重要方法,广泛应用于智能医疗、公安测谎系统、车载安全系统等领域。现有人脸表情识别方法多数存在参数量冗余、计算成本高、特征表达瓶颈等问题。提出一种基于改进轻量级秩扩展网络ReXNet的人脸表情识别方法。通过构建改进的ReXNet以提取人脸表情特征,在参数量较少的条件下解决特征表达瓶颈的问题,增强对表情局部特征的关注,获得高层次的表情特征,同时融合坐标注意力模块,将位置信息嵌入到通道注意力中,精准地定位和识别感兴趣的特征,建立位置信息与局部特征之间的长依赖关系,减少计算开销。在此基础上,将细化模块引入到改进的网络架构中,利用类别上下文信息细化分类结果,增强类间的分化效果,从而提高人脸表情识别的准确率。实验结果表明,该方法在RAF-DB和FERPlus数据集上的人脸表情识别准确率分别达到88.43%和88.8%,相比VGG16-PLD、SHCNN、ResNet+VGG等方法,具有较高的准确率和较优的鲁棒性。     

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.     

基于性别和年龄因子分析的鲁棒性人脸表情识别

针对非可控环境下人脸表情识别面临的诸如种族、性别和年龄等因子变化问题, 提出一种基于深度条件随机森林的鲁棒性人脸表情识别方法.与传统的单任务人脸表情识别方法不同, 设计了一种以人脸表情识别为主, 人脸性别和年龄属性识别为辅的多任务识别模型.在研究中发现, 人脸性别和年龄等属性对人脸表情识别有一定的影响, 为了捕获它们之间的关系, 提出一种基于人脸性别和年龄双属性的深度条件随机森林人脸表情识别方法.在特征提取阶段, 采用多示例注意力机制进行人脸特征提取以便去除诸如光照、遮挡和低分辨率等变化问题; 在人脸表情识别阶段, 根据人脸性别和年龄双属性因子, 采用多条件随机森林方法进行人脸表情识别.在公开的CK+, ExpW, RAF-DB, AffectNet人脸表情数据库上进行了大量实验：在经典的CK+人脸库上达到99%识别率, 在具有挑战性的自然场景库(ExpW, RAF-DB, AffectNet组合库)上达到70.52%的识别率.实验结果表明：与其他方法相比具有先进性, 对自然场景中的遮挡、噪声和分辨率变化具有一定的鲁棒性.     

表情识别的图像预处理和特征提取方法研究

表情识别是基于视觉信息将脸部的运动或脸部特征的形变进行分类,包括三部分:脸部定位、脸部特征抽取和表情分类.本文首先使用肤色模型进行脸部定位;对提取出来的人脸进行预处理,然后通过Canny鼻子和人脸形状模型相结合的Canny-AAM方法进行特征点定位;最后利用曲线拟合的方法进行特征提取.基于上述算法建立表情识别平台,经过大样本对实时表情识别验证,结果表明对于不同光照下的实时表情识别具有鲁棒性.     

人脸表情识别概述

人脸表情识别是智能化人机交互技术中的一个重要组成部分,现在是越来越受到重视。本文阐述了人脸表情识别的课题背景及其起源、发展与研究现状,并结合国内外相关领域的发展,从特征提取方面对目前表情识别的主流方法做了详细介绍,并提出了人脸表情识别中需要解决的问题。     

基于人脸分割的复杂环境下表情识别实时框架

复杂环境下人脸表情识别由于人脸姿势、遮挡及光照等因素影响，相较于可控环境下的人脸表情识别具有更高的挑战性。针对复杂环境下人脸表情识别精度低以及现阶段用于表情识别的网络结构复杂造成的识别效率低等问题，提出了一种基于人脸分割的复杂环境下表情识别实时框架。该框架包括用于人脸区域分割的FsNet（Face segmentation Network）和用于表情识别的TcNet（Tiny classification Network）。FsNet旨在分割出对表情识别最相关的人脸区域以提升TcNet识别精度，其训练数据集基于已有数据集构建。两个网络的结构设计均趋于精简化以保证整体框架的实时性需求。在FER-2013和RAD-DB两个复杂场景人脸表情数据库上的实验表明，人脸区域分割的方式有利于提高复杂环境下人脸表情的识别率，且整体框架在保证实时性的同时达到了良好的识别效果。     

基于改进的非负矩阵分解的人脸表情识别

针对存在部分遮挡的人脸,提出了一种基于改进的非负矩阵分解的人脸表情识别方法,首先,用改进的非负矩阵分解算法对人脸图像进行表情特征提取,然后用最大相关分类器对面部表情进行分类。在Cohn-Kanade人脸表情数据库上的实验,结果表明,该方法提高了无遮挡的人脸表情识别,对有遮挡的人脸表情识别也有改善。     

多尺度注意力机制下的人脸表情识别算法设计

为了优化在人脸表情较模糊情况下的识别效果,并更好地获取表情的表征数据,设计一种多尺度注意力机制下的人脸表情识别方法。对人脸表情图像进行缩放与扩充预处理操作,从图像中提取人脸表情解耦表征皮沟数据,通过卷积神经网络对提取到的解耦表征皮沟数据进行特征捕捉。引入了多尺度注意力机制,有选择性地关注重要的表情特征。同时,利用多通道的表情识别方法,自适应地提取人脸组件区域内的表情信息,从而识别人脸表情。实验分析结果表明,所提方法在四类不同表情标签对应的人脸表情识别召回率始终高于对照组,均达到了98%以上,识别效果优势显著。     

基于层次分析法语义知识的人脸表情识别新方法

在目前的人脸表情识别系统中,人脸表情的机器识别和人类感知之间存在着本质的差异,造成人脸表情识别率不高。为了减小人脸图像底层视觉特征与高层语义之间的语义鸿沟,提出一种基于层次分析法（AHP）语义知识的人脸表情识别新方法。该方法首先采用层次分析法对训练集中人脸图像进行高层语义描述,建立语义特征向量,在底层视觉特征提取阶段,提出一种二阶PCA（principal component analysis）方法来提取人脸图像的纹理特征;在识别阶段,仅利用输入人脸图像的底层视觉特征,采用K-NN（k-nearest neighbor）算法并结合学习阶段建立的语义特征向量,进行人脸表情分类识别。提出的人脸表情识别方法结合底层视觉特征和高层语义知识,减小了人脸图像底层视觉特征与高层语义之间的语义鸿沟。在JAFFE人脸表情数据库中进行实验,获得了93.92%的平均识别率。理论分析和实验结果表明,与其他的人脸表情识别方法相比,该方法具有更好的识别效果。     

基于Curvelet变换和SVM的人脸表情识别方法研究

论文将Curvelet变换用于人脸表情识别,提出了一种基于Curvelet变换与SVM相结合的人脸表情识别方法.在表情特征提取过程中,还采用了主分量分析方法对Curvelet变换分解后得到的系数特征进行降维处理.分别对JAFFE和Cohn-Kanade表情数据库进行了实验,结果表明该方法可以有效地对人脸表情进行识别,与其他方法比较,采用该文方法得到人脸表情的平均识别率明显更优.     

基于表情识别的独立成分分析方法的研究

以人脸的表情识别为实验背景，分析了在对人脸表情的识别过程中，单个独立分量对识别率的影响，由此进一步总结了在表情识别中如何更有效地选取独立子空间，以实现在不影响识别率的前提下，减少用于构成独立子空间所需的独立分量的个数。     

基于粗集的自动表情识别系统

本文提出了一种基于粗集的自动表情识别系统(RAFERS),该系统首先对人脸表情进行预处理,然后依次进行特征提取、特征选择、训练情感分类模型,最后对待测试的人脸表情进行自动的识别.实验表明,该系统能准确的识别人脸表情.     

基于视频的人脸表情识别方法研究

近年来,表情识别逐渐成为计算机视觉和模式识别领域的研究热点之一。给出了一个包含人脸特征提取和表情识别的计算机视觉系统,通过对视频中人脸兼容运动特征的跟踪,提取人脸运动特征向量序列,与以往的方法不同,提取到的特征向量流被分割为两类,一类是表情特征向量流,另一类是视觉语音特征向量流。然后,利用基于CHMM（Couple Hidden Markov Model）的表情识别模型,进行人脸表情的识别,该模型允许两个向量流根据其各自的时域特征以异步方式进行处理,同时保持这两个向量流在时域上的自然关联。实验表明该方法优于传统的单通道处理方法。