基于光照方向估计的人脸图像阴影补偿

光照变化是影响人脸识别率的关键问题之一.人脸图像中的阴影严重影响了光照不变特征的有效提取.采用了一种基于光照方向估计的阴影补偿方法.因为人脸形状的相似性,某一点光源方向产生的阴影特性具有相似性.利用这一特性,首先通过子空间方法确定人脸图像的光源方向,然后再对该人脸图像进行相应的阴影补偿.在对人脸库YaleB和Extended YaleB （38人脸）的实验中表明,64种光源方向的识别率为96.8％.该方法能有效消除阴影便于后续光照不变特征的有效提取.     

基于区域的光照不均文本图像校正方法

针对光照不均文本图像识别率低下的问题,提出一种基于区域分类的自适应校正算法。通过八邻域三维增强,拉大背景点与目标点差异;通过对该类文本图像的特征分析,利用投影算法实现图像的区域分类;采用全局校正处理区域分类后的页白区域和均匀区域,结合评定图像质量的特征参数,对阴影区进行局部校正处理,实现背景与目标的彻底分离;分析噪音分布特点,采用邻域去噪法纠正误判像素点。实验结果表明,该算法能有效分离光照不均文本图像的目标点和背景,处理后的效果图可用于阅读以及提高OCR系统识别率。     

基于本征图像分解的人脸光照迁移算法

提出了一种基于本征图像分解的人脸光照迁移算法.首先,针对本征图像分解效果不彻底的情况,提出了一种改进的本征图像分解方法.在此基础上,为了保持人脸细节特征,提出了一种基于边缘保留的光照滤波算法,对参照人脸进行光照迁移至目标人脸,最后融合目标材质图像与滤波后光照图像进行人脸重光照.实验结果表明,与已有算法相比,该算法能够很好地保留迁移后的人脸肤色,并且所生成的重光照效果更准确、自然.     

基于深度学习的煤矿井下低光照人脸检测方法

煤矿井下光线昏暗、人工光源干扰等造成监控系统采集到的人脸图像对比度低、人脸特征模糊,传统人脸检测算法应用于煤矿井下时会出现误检、漏检。针对上述问题,提出了一种基于深度学习的煤矿井下低光照人脸检测方法。采用基于无监督学习的生成对抗网络（GAN）对煤矿井下低光照图像进行对比度增强,使用自调整注意力引导的U-Net作为生成器,利用双判别器对全局和局部信息进行引导,并使用自特征保留损失函数来指导训练过程和维护图像中人脸的纹理结构,强化人脸特征,避免出现曝光、人脸细节信息丢失等现象,得到较为清晰的人脸图像;利用RetinaFace人脸检测框架对增强后的人脸特征进行检测,其采用特征金字塔结构和单阶段检测模式对人脸图像进行检测,在基本不增加计算量的同时,提高对小尺度人脸检测的能力。在公开低光照人脸数据集DARK FACE和自建煤矿井下人脸数据集上的实验结果表明,该方法提高了图像对比度,清晰地恢复了图像中的人脸特征,在准确率、召回率、平均精度方面均表现较好,有效提高了煤矿井下人脸检测精度。     

基于黎曼张量的人脸图像多模态分解光照建模方法

目前,人脸光照建模方法总是假设人脸满足朗伯凸模型、已知人脸表面法向量和反射率等条件,这与实际情况不符,建立的人脸光照模型也存在较大的偏差。为了解决这一问题,提出了一种新的人脸光照建模方法。该方法首先采用黎曼张量人脸图像多模态分解,建立人脸光照模型;然后基于改进的广义拉格朗日算法对人脸光照模型进行优化。理论分析和实验结果表明,该方法比光度立体学、球谐函数方法具有较高的精度和较强的实用性。     

基于几何模型的单幅人脸图像光照补偿方法

为减少光照对人脸识别的影响,本文提出了一种以补偿角度和（Sum of Compensated Angle）为不变量的光照补偿新方法. 首先,补偿角度和是临界补偿状态下两幅图像的光照角度之和. 对某单光源系统,该不变量仅由光照系统决定且为定值. 其次,根据人类头骨在法兰克福截面的形状特性,我们提出了包含人头骨结构的几何人脸光照模型. 据此模型,补偿角度由不变量和待补偿图像的光照角度计算得出,从而将光照补偿转化为简单加法操作. 最后,在Yale B人脸数据库上的补偿结果表明了算法的有效性. 较Sang-Ⅱ Choi的方法显著地提高了大角度下的补偿效果,且在水平和竖直方向上更加鲁棒.     

基于人脸标准化的纹理和光照保持3D人脸重构

现有人脸纹理重建方法对于人脸的皱纹、胡须、瞳孔颜色等重建效果往往不够细致.为了解决此问题,文中提出基于人脸标准化的纹理和光照保持3D人脸重构.首先对2D人脸图像标准化,使用光照信息和对称纹理重构人脸自遮挡区域的纹理.然后依据2D-3D点对应关系从标准化的2D人脸图像获取相应的3D人脸纹理,结合人脸形状重构和纹理信息,得到最终的3D人脸重构结果.实验表明文中方法有效保留原始2D图像的纹理和光照信息,重构的人脸更自然,具有更丰富的人脸细节.     

一种适用于人脸检测的自适应光照补偿方法

为了解决复杂光照条件下的人脸检测问题,提出一种人脸光照补偿新方法。该方法先使用高通滤波增强边缘信息,同时利用对数变换和指数变换调节全局亮度,最后利用非线性变化削弱局部高光和阴影的影响,改善图像光照不均衡的情况,最终实现光照补偿。在YaleB人脸库、Orl人脸库以及自建人脸库上分别对光照不均匀人脸图像和均匀光照下的人脸图像进行了实验,证明该方法能有效地进行光照补偿,提高人脸检测率。     

基于多方法融合的人脸图像光照纠正算法

提出了一种人脸识别图像的光照纠正预处理算法.该算法首先将均衡化引入仿射变换算法和光照补偿算法中,改进它们的处理效果;然后采用一种基于直方图灰度重心分布统计的方法,将多种预处理算法有效地融合在一起,得到新的光照纠正预处理算法.实验表明该算法具有光照无关性,能取得良好的光照纠正效果,并可大幅度提高复杂光照环境下的人脸识别率.     

一种基于同态滤波原理的井下光照不均图像处理方法

传统的同态滤波函数基于高通滤波函数设计,采用该同态滤波函数处理的光照不均图像较暗。根据传统低通滤波器在截止频率半径为5时的图像滤波结果,得出导致图像光照不均现象的主要区域为半径5以内的低频区域的结论;介绍了一种新型同态滤波器的设计过程,进而提出一种基于同态滤波原理的井下光照不均图像的处理方法。该方法采用传统低通滤波函数抑制低频分量,采用传统高通滤波函数增强高频分量;对图像低频分量范围进行细化,对不同的低频分量采用不同的处理方法,即抑制低频分量抑制半径以内的低频分量,使低频分量抑制半径与高频分量增强半径之间较低频率范围内的低频分量基本保持不变,避免了过度抑制低频分量。测试结果表明,该方法在有效处理井下图像光照不均现象的同时避免了对图像整体亮度的过度削弱,效果较好。     

基于粒子群优化算法和改进的Snake模型的图像分割算法

基于活动轮廓（Snake）模型的目标轮廓提取是图像分割中一种重要的方法.为了克服传统Snake模型在图像分割中不能向凹处收敛和收敛不准确的缺点,提出了一种粒子群优化算法与改进的Snake模型相结合的图像分割算法.改进的Snake模型,即在传统的Snake 模型的基础上增加了一个向心能量,增加此能量可以使初始化曲线向目标的凹处收敛.又由于粒子群优化算法具有获得全局最优的能力,可以使曲线能更准确地收敛到目标的边界.通过实验证明此方法可以取得很好的分割效果.     

改进Retinex和稀疏表示的光照人脸识别

为了提高光照变化条件下的人脸识别率,针对当前人脸识别方法存在的缺陷,提出了一种改进Retinex算法和稀疏表示相融合的光照人脸识别方法。首先对Retinex算法的不足进行改进,并应用于人脸图像预处理中,消除光照对人脸识别的干扰,然后采用稀疏表示提取人脸特征向量,并采用投票方式实现人脸识别,最后通过3个标准人脸数据库对方法的性能进行测试。结果表明,该方法不仅提高了人脸识别率,而且缩短了人脸识别时间,对光照具有较好的鲁棒性。     

改进单尺度Retinex的光照人脸识别

经典Retinex算法假设场景中光照是平缓变化的,当光照变化比较强烈时,易产生“光晕”现象,为了提高光照条件变化下的人脸识别率,提出一种改进单尺度Retinex的光照人脸识别方法。采用双曲正切函数代替Retinex的对数函数对人脸图像进行亮度和对比度非线性增强;利用双边滤波代替Retinex的高斯滤波消除“光晕”,采用Retinex消除光照不利影响,采用K近邻算法建立人脸分类器。结果表明,改进Retinex降低了时间复杂度,图像增强效果优于同类算法,提高了人脸识别率,很好地解决了“光晕”问题,具有光照鲁棒性,可适用于光照变化较强条件下的人脸识别。     

分水岭优化的Snake模型肝脏图像分割

Snake算法是主动轮廓模型的经典算法,是近年来图像分割和视频领域研究的热点。针对Snake模型中存在的初始轮廓敏感和能量函数中曲率约束不足等问题,提出将分水岭变换和主动轮廓模型相结合的主动轮廓分割算法。首先通过引入标记函数和强制最小值技术解决传统分水岭变换可能导致的过分割问题,然后利用改进的强制标记分水岭算法优化Snake模型的初始轮廓曲线,最后通过在Snake模型中增加一项与曲线形状相关的外部力弥补能量约束函数中曲率约束的不足,从而实现更精确的图像分割。改进后的Snake模型应用于腹部MR图像中,对肝脏图像的识别和分割取得了良好效果。     

最大差值图决策的低照度图像自适应增强算法

应用于光照分布不均的低照度图像,传统的图像增强算法会出现色彩失真、亮区过度增强等问题,因此提出一种最大差值图决策的低照度图像自适应增强算法。首先,提出最大差值图的概念,通过最大差值图粗略估计出初始光照分量;然后,提出交替引导滤波的算法,利用交替引导滤波对初始光照分量进行校正,实现光照分量的准确估计;最后,设计了图像亮度自适应的伽马变换,能够根据获取的光照分量自适应调整伽马变换参数,从而在增强图像的同时消除光照不均带来的影响。实验结果表明,增强后的图像有效消除了光照分布不均带来的影响,图像亮度、对比度、细节表现能力和色彩保真度都得到了明显提升,平均梯度提升了1倍以上,信息熵提升了14%以上。由于提出的算法对光照分量估计准确,自适应伽马变换针对低照度图像进行了优化,因此,对于夜间等弱光源条件下的彩色图像具有十分有效的增强效果。     

基于区域与光照不变性的运动阴影检测算法

在户外的视频监控系统中，运动目标的阴影降低了系统对目标识别与跟踪的能力。传统的基于像素的阴影检测算法易受噪声的影响。为了提高阴影检测算法的准确性,提出了一种基于区域与光照不变性的运动阴影检测算法。该算法从阴影的物理特性出发,考虑了区域内像素的总体特征。将运动区域采用EM聚类算法进行分块,对其中的小块向邻近的大块进行合并。对其中的每一块，根据阴影区域和相对应的背景区域之间的光照不变性进行阴影检测。实验结果表明，该算法能够很好地抑制噪声，准确地检测出阴影，明显比基于像素的算法有效。     

基于光照线性子空间的人脸图像识别研究

以前的研究已经证明,在变化光照条件,甚至多个光源和阴影存在的情况下,对象（尤其是人脸）所形成的图像能够被低维线性子空间有效地表示。Lee证明了存在9个光源方向的统一配置,任一对象在这些统一配置光照方向下的9幅图像所组成的线性子空间,能够很好地表示该对象所有光照情况,并且达到了很好的识别性能。但它要求每一对象在统一配置光照方向下的9幅图像作为训练集,这一要求限制了它在实际中的应用。此外,商图像方法中简单的三维点光源模型无法很好地近似任意光照情况,因此,提出一种基于九维线性子空间的改进的商图像方法,并利用改进后的商图像方法合成对象在统一配置光源方向下的9幅图像,克服了Lee所提方法的不足。该文方法较好地满足了商图像方法的理论前提,从而达到了较好的图像合成和人脸识别性能。     

基于改进直线Snake算法的建筑物自动提取

为研究航空影像中建筑物的自动、半自动提取,通过分析直线Snake算法,对其内部能量函数增加1个平均连通距离,修改二阶项,归一化外部能量函数,增加1个外部力,然后用改进后的直线Snake算法结合贪婪算法对建筑物进行提取.该方法能正确地自动提取建筑物.实验结果表明新算法可以提高提取效率.     

基于小波商图像的人脸光照补偿

复杂光照条件下的人脸识别是一个困难但需迫切解决的问题,为此提出了一种有效的光照补偿算法.该方法根据人脸光照线性变换子空间理论--商图像理论,构造了小波低维训练集,实现了对待识别图像的光照条件估计,并且通过加光和去光策略增强了光照补偿效果.与传统商图像理论相比,该方法利用小波分解,提高的算法执行效率,实验结果表明,该算法以较小的代价取得了较高的识别性能.     

基于B-样条Snake模型的人体运动跟踪方法研究

提出了一种基于B-样条曲线Snake模型的新的人体运动跟踪方法.Snake算法是通过最小能量来逼近物体的轮廓.采用改进的B-样条曲线Snake模型,每一帧图像中的目标轮廓用三次样条曲线准确地表示,使Snake模型更加稳定和具有较快的收敛速度.计算相邻帧之间的差分图像,通过利用一种基于统计关系双阈值分割方法,有效地检测出图像中运动人体,初步确定目标在每帧图像中的粗略位置.把从上一帧图像中得到的目标轮廓置于该位置,作为B-样条曲线Snake算法中轮廓提取的初始值,经运算后可得到对人体目标的准确分割与跟踪.