基于视频的人脸识别校园安全接送系统的研究

校园安全接送作为一个严肃的社会问题,需要及时发现不明身份人员混入校园等隐患,而市场上大多数的校园人脸识别系统,基本上都需要专用的硬件设备,且只支持单人逐个检测,这无疑提高了推广的成本.针对以上问题,本文提出了使用普通摄像头的支持多人的人脸识别系统.首先采用YOLOv3算法训练人脸数据集,利用K-Means++算法改进先验框中心位置的预测,提高边界框的准确性,得到人脸检测器,对视频中的行人进行人脸检测;之后利用本文的人脸图像质量评价FIQUE算法对人脸进行筛选,增加高质量的人脸图像占比;最后使用Inception-ResNet-v1模型提取人脸特征,进行识别.本文方法利用学校现有的摄像头设备,提高了系统的普及率.实验证明了本文多人识别系统的实时性和鲁棒性良好.     

基于YOLOv5s模型的边界框回归损失函数研究

针对车辆检测中边界框回归损失函数与检测目标尺度不匹配导致的误检、漏检以及精度较低等问题,基于YOLOv5s模型对4种有代表性的边界框回归损失函数进行对比实验,并在UA-DETRA、VisDrone2019、KITTI数据集上进行验证,利用漏检率、误检率、准确率、召回率、mAP@0.5、迭代过程的边界框损失值以及目标检测结果对其适用场景进行分析研究。结果显示：CIoU整体性能最差;SIoU在KITTI数据集上整体性能最优,准确率最高,达到了94.5%,漏检率降到了1.2%,适用于中尺度目标检测任务;Focal-EIoU在VisDrone2019数据集中各项指标远优于其他损失函数,召回率和mAP@0.5指标相较于CIoU分别提高了1.6%和1.8%,误检率降低了6.9%,且迭代过程损失值远低于其他损失函数,适用于小尺度目标检测任务;WIoU在UA-DETRA数据集整体性能最优,漏检率、召回率以及mAP@0.5指标优于其他损失函数,适用于大尺度目标检测任务。此研究为目标检测任务的边界框回归损失函数的选择提供了重要的基础。     

基于改进型深度LLE和随机森林的人脸检测算法

针对人脸检测问题的特点,提出一种基于改进型深度LLE(Locally Linear Embedding)算法和随机森林相结合的人脸检测算法。首先,通过采集图像的深度信息,结合图像的颜色信息,构建三维图像信息数据库,再通过改进的LLE算法得到最优降维结果,按一定比例选取训练集,输入随机森林算法建立数据分类器;最后,将测试集输入到训练完成的分类器中,实现人脸图像的检测。选取Yale,JAFFE 2类数据集与传统算法进行对比实验,验证算法的优越性和可行性。实验结果表明:所提出的算法可以有效地完成人脸检测,检测率高于传统算法7%左右。     

基于改进S3FD网络的人脸检测算法

为了解决人脸检测存在小目标人脸携带的特征信息少且相对较为模糊,导致检测难度较高的问题,采用将尺度不变人脸检测器(S3FD)网络与通道和空间注意力机制相结合的网络作为主干,在通道和空间上建立了特征之间的权重关系,强化特征提取能力,将原本S3FD所输出的特征图经扩大感受野后进行上采样,使得上一层特征图的输出包含了下一层特征图的特征。结果表明, widerface数据集的3个不同等级的验证集的平均精准率分别为95.0%,93.7%,86.4%,与原S3FD相比分别提高了1.3%,1.2%,0.5%。本文中提出的算法在人脸检测中具有较好的检测效果。     

基于轻量级注意机制的人脸检测算法

提出一个新的基于轻量级注意力机制的网络框架。在YOLOv3主干网络的基础上,使用深度卷积和点卷积代替标准卷积设计特征提取网络,加快模型的训练,提高检测的速度,然后引入注意力机制模块进行模型速度和精度的权衡,最后通过增加多尺度提取更多网络层的特征信息,同时使用K-means++聚类算法进一步优化网络参数。实验结果表明,该方法可以显著提高人脸检测模型的性能,在Wider Face数据集上可以达到94.08%的准确率和83.97%的召回率,且平均检测时间只需0.022 s,相比原始YOLOv3算法提高了4.45倍。     

平面旋转人脸检测与特征定位方法研究

提出了一种基于角点检测、AdaBoost算法和C-V方法的平面旋转人脸检测及特征定位方法.方法首先根据AdaBoost算法训练样本得到脸、眼、鼻、嘴4个检测器;然后以角点作为眼睛的候选点,枚举任意两个角点构造可能的人脸区域,并在区域内运用人脸检测器进行检测;接着利用眼、鼻、嘴检测器检测出人脸特征所在的矩形区域;最后利用C-V方法从各个特征区域中分割出人脸特征的轮廓,进而得到人脸关键特征点的位置.在CMU平面旋转测试集上的检测率为94.6%,误报24个,提取出的特征点位置准确.实验结果表明方法是有效的.     

基于OpenCV的人脸检测研究与实现

本文针对OpenCV库中人脸检测算法存在的检测效率低、检测人脸范围小、检测人脸不精确、检测人脸包含过多背景等诸多问题进行研究和改进,设计和实现了一个检测范围广、结果精确的高效率人脸检测算法。实验结果表明,改进之后的算法对正脸、左右侧脸、仰头脸、低头脸、半遮挡脸等不同姿态的人脸图像都有较好的检测精准度和效果,且检测耗时更短。     

基于单一神经网络的多尺度人脸检测

人脸检测是指检测并定位输入图像中所有的人脸,并返回精确的人脸位置和大小,是目标检测的重要方向。为了解决人脸尺度多样性给人脸检测造成的困难,该文提出一种新的基于单一神经网络的特征图融合多尺度人脸检测算法。该算法在不同大小的卷积层上预测人脸,实现实时多尺度人脸检测,并通过将浅层的特征图融合引入上下文信息提高小尺寸人脸检测精度。在数据集FDDB和WIDERFACE测试结果表明,所提方法达到了先进人脸检测的水平,并且该方法去掉了框推荐过程,因此检测速度更快。在WIDERFACE难、适中、简单3个子数据集上测试结果分别为87.9%, 93.2%, 93.4% MAP,检测速度为35 fps。所提算法与目前效果较好的极小人脸检测方法相比,在保证精度的同时提高了人脸检测速度。     

基于改进SBR算法的人脸特征点稳定检测

基于图像的特征点检测器在静态图像上取得了卓越的性能,然而这些方法应用于视频或序列图像时其精度和稳定性显著降低。配准监督(Supervision-by-Registration, SBR)算法利用光流算法(Lucas-Kanade, LK)追踪,可通过无标注视频训练针对视频的特征点检测器,已取得较好的结果,但LK算法仍存在一定局限性,导致检测的特征点序列在时空上的连贯性不强。为获得精准、稳定、连贯的人脸特征点序列检测效果,提出了平滑一致性损失函数、权重掩码函数对传统SBR网络模型进行改进。网络中添加长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)提高模型训练鲁棒性,在模型训练中使用平滑一致性损失函数提供稳定性约束,获得准确且稳定的人脸视频特征点检测器。在300VW、Youtube Celebrities数据集上的验证显示,SBR改进模型将人脸视频特征点检测的标准化平均误差(Normalized Mean Error, NME)从4.74降低至4.56,且视觉上人脸特征点检测的抖动显著减少。     

基于彩色和局部特征信息的人脸检测

人脸检测的研究近年来日益受到了广泛的重视,基于计算机的自动人脸识别系统仍面临着种种困难,特别是针对复杂背景中的人脸检测问题.在充分分析人脸图像的特征的基础上,提出将多项图像分析技术结合应用来构造多层次的检测方法,实现人脸图像自动.实验结果表明,该方法能够达到84%以上的准确率,其中直接从包含人脸像的图像值检测出人脸的效率高达76%,对具有较高的实用性和应用价值.     

Liveness detection of occluded face based on dual-modality convolutional neural network

Facial recognition has become the most common identity authentication technologies. However, problems such as uneven light and occluded faces have increased the hardness of liveness detection. Nevertheless, there are a few pieces of research on face liveness detection under occlusion conditions. This paper designs a face recognition technique suitable for different degrees of facial occlusion, which employs the facial datasets of near-infrared (NIR) images and visible (VIS) light images to examine the single-modality detection accuracy rate (experimental control group) and the corresponding high-dimensional features through the residual network (ResNet). Based on the idea of data fusion, we propose two feature fusion methods. The two methods extract and fuse the data of one and two convolutional layers from two single-modality detectors respectively. The fusion of high-dimensional features apply a new ResNet to get the dual-modality detection accuracy. And then, a new ResNet is applied to test the accuracy of dual-modality detection. The experimental results show that the dual-modality face liveness detection model improves face live detection accuracy and robustness compared with the single-modality. The fusion of two-layer features from the single-modality detector can also improve face detection accuracy by utilizing the above-mentioned dual-modality detector, and it doesn't increase the algorithm's complexity.     

Combining texture and stereo disparity cues for real-time face detection

Intuitively, integrating information from multiple visual cues, such as texture, stereo disparity, and image motion, should improve performance on perceptual tasks, such as object detection. On the other hand, the additional effort required to extract and represent information from additional cues may increase computational complexity. In this work, we show that using biologically inspired integrated representation of texture and stereo disparity information for a multi-view facial detection task leads to not only improved detection performance, but also reduced computational complexity. Disparity information enables us to filter out 90% of image locations as being less likely to contain faces. Performance is improved because the filtering rejects 32% of the false detections made by a similar monocular detector at the same recall rate. Despite the additional computation required to compute disparity information, our binocular detector takes only 42 ms to process a pair of 640×480 images, 35% of the time required by the monocular detector. We also show that this integrated detector is computationally more efficient than a detector with similar performance where texture and stereo information is processed separately.     

FCOSR:一种无锚框的SAR图像任意朝向船舶目标检测网络

以FCOS为代表的无锚框网络避免了预设锚框带来的超参设定问题,然而其水平框的输出结果无法指示任意朝向下SAR船舶目标的精确边界和朝向。针对此问题,该文提出了一种名为FCOSR的检测算法。首先在FCOS回归分支中添加角度参量使其输出旋转框结果。其次,引入基于可形变卷积的9点特征参与船舶置信度和边界框残差值的预测来降低陆地虚警并提升边界框回归精度。最后,在训练阶段使用旋转自适应样本选择策略为每个船舶样本分配合适的正样本点,实现网络检测精度的提高。相较于FCOS以及目前已公开发表的锚框旋转检测网络,该网络在SSDD+和HRSID数据集上表现出更快的检测速率和更高的检测精度,mAP分别为91.7%和84.3%,影像切片平均检测时间仅需33 ms。      

基于改进VGG网络的单阶段船舶检测算法

单阶段多框架目标检测算法在目标检测领域取得 了成功的应用,但其针对公共数据集中船舶检测的平均精度明 显低于其它刚体类目标类别,同时现有公开数据集中的船舶数量较少且类别单一。为提高检 测精度,提出一种基于改 进VGG网络的单阶段船舶检测算法,在原有VGG底层网络的基础上加入异步卷积和最大池化的 交替连接结构,保证 实时处理的同时提高船舶检测的平均精度。为增加训练所需的船舶数量和类别,广泛收集互 联网中包含船舶的图片, 建立了包含22507个船舶目标的数据集,其中6902个目标标签细分为七类船舶。实验将公开数据集VOC2007和 VOC2012中的图片缩小至300训练后,SSS D在VOC2007test中的平均检测精度均值可达79.3%,平均检测速度 超过40 fps。通过迁移参数的方法,在自建数据集中训练后,对大类 船舶检测的平均精度超 过84%,对七类船舶检测的平均精度均值超过89%,领先现有同类船舶检测 算法。     

Segmentation mask guided end-to-end person search

Person search aims to search for a target person among multiple images recorded by multiple surveillance cameras, which faces various challenges from both pedestrian detection and person re-identification. Besides the large intra-class variations owing to various illumination conditions, occlusions and varying poses, background clutters in the detected pedestrian bounding boxes further deteriorate the extracted features for each person, making them less discriminative. To tackle these problems, we develop a novel approach which guides the network with segmentation masks so that discriminative features can be learned invariant to the background clutters. We demonstrate that joint optimization of pedestrian detection, person re-identification and pedestrian segmentation enables to produce more discriminative features for pedestrian, and consequently leads to better person search performance. Extensive experiments on two widely used benchmark datasets prove the superiority of our approach. In particular, our proposed model achieves the state-of-the-art performance (86.3% mAP and 86.5% top-1 accuracy) on CUHK-SYSU dataset.     

基于肤色分割和改进AdaBoost算法的人脸检测

为解决当被检测图像中具有复杂背景或者含有多人脸时,不能够快速准确的进行人脸检测的问题,本文提出一种基于肤色分割和改进AdaBoost算法的人脸检测方法。首先利用肤色分割方法对样本图像实现图像的预处理,排除样本图像的复杂背景和人体非肤色区域,简化后续的人脸检测工作。然后对AdaBoost算法的弱分类器使用双阈值判决方法,以减少弱分类器个数,提升训练速度;改进权值更新规则,防止训练过程中出现过分配现象。最后对基于肤色分割得到的区域图像利用改进后的Adaboost算法进行最后的精确人脸检测。仿真试验表明,两种算法结合后在训练速度上提升,在检测速度和检测率上有明显提高。     

基于小波分析与神经网络的人脸检测方法

本文设计了一种结合小波分析与神经网络优点的人脸检测方法.该方法主要包括两个阶段.在训练阶段首先借鉴图形学中的背景生成方法对AR人脸数据库中的人脸样本进行背景叠加;然后对经过预处理的训练样本进行小波分解,并将得到的小波系数输入精心设计的神经网络进行训练.在人脸检测阶段,通过将缩放后的图像的各个区域输入神经网络,由神经网络判断输入区域中是否包含人脸:在得到检测结果后,本文通过基于规则的方法以及基于SUSAN的方法进行人脸区域验证取舍与合并;最后通过实验结果的分析比较可以发现本文的方法不仅可以实现人脸区域的快速检测,而且不受光照变化以及噪声的影响.     

采用Gentle AdaBoost和嵌套级联结构的实时人脸检测

本文提出一个基于Gentle AdaBoost和嵌套级联结构(Nesting Cascade Structure)的快速人脸检测器。采用嵌套级联结构并在训练过程中剔除前级节点分类器已使用过的特征,解决了经典的AdaBoost级联分类器因各节点分类器独立训练导致不同节点之间特征相同的弱分类器大量存在而影响检测速度的问题,提高了人脸检测速度。采用Gentle AdaBoost算法训练节点分类器以提高各节点分类器的泛化能力,进一步减少嵌套级联结构中弱分类器的个数。实验结果表明本文所提出的人脸检测算法大幅度减少了级联分类器所需的弱分类器个数,使检测的速度得到明显的提高,在CIF(352×288)格式的视频上达到每帧8毫秒的检测速度,优于现有的人脸检测算法,而且检测的准确性也比现有的人脸检测算法略有提高。      

基于LARK特征提取的AdaBoost人脸检测系统

由于图像易受到外部条件及图像背景的影响,AdaBoost人脸检测方法在特征分类的过程中,单个分类器存在将人脸图像误判为非人脸图像的情况,致使分类器在检测过程中存在误差。文中通过研究AdaBoost人脸检测方法,并将LARK特征提取方法应用到特征分类当中,使原有的方法上得到改进,从而有效提高了人脸检测的准确度。     

一种复杂场景下的视频流人脸隐私保护技术

查看视频监控的过程中,一些场景存在因为人脸面部信息暴露在监控视频中导致个人隐私信息泄露的风险,有必要对实时视频流中的行人隐私信息进行马赛克处理。目前市面上常见的基于人脸检测的打码方法在实时监控视频流上打码效果受行人姿态、光线影响较大,存在实时性差、漏检较多等问题。针对以上问题,提出了融合人脸检测算法、目标物体检测算法和前置帧关联检测方法的多检测模型,并与传统的人脸检测模型进行对比。实验结果表明,在人脸检测召回率上,所提模型相较于传统人脸检测算法提高了532%。