基于稀疏表示的遮挡人脸表情识别方法

用基于稀疏表示的分类方法识别遮挡人脸表情时,遮挡字典不具有冗余度且身份特征易干扰表情分类.针对此问题,文中提出一种基于稀疏表示的遮挡人脸表情识别方法.该方法首先通过对图像多级分块得到具有冗余度的遮挡字典,然后通过稀疏分解求出待测图像的稀疏表示系数,最后在待测图像所在的子空间内实现表情类别判断.该方法使待测图像的分解系数变得更稀疏,同时避免身份特征对表情分类的干扰.在Cohn-Kanade和JAFFE人脸库上的遮挡表情识别实验表明,该方法对遮挡人脸的表情识别具有较强的鲁棒性.     

中国人人耳图像数据库的设计与建立

为推动人耳识别技术在理论上和应用上的发展,建立一个标准的、开放的人耳数据库尤为重要。设计一个人耳采集系统,构建一个标准的中国人人耳图像数据库。该数据库包含200个中国人的人耳,采集时每个人耳有3种典型的光照变化、4个拍摄角度和1种遮挡,总共拍摄人耳图像6400幅。该数据库相对于目前大多数研究机构的自建入耳数据库,在样本数、图像采集条件等方面具有综合优势,有埋对人耳识别算法的研究和评测产生积极影响。     

基于SIFT特征的人耳识别

人耳的角度变化和遮挡是人耳识别中的难点问题,SIFT局部描述算子具有对图像尺度缩放、平移、旋转等的不变性,因此提出利用SIFT特征的人耳识别算法。该算法将人耳图像划分为相互重叠的网格区域,在每个子区域中计算SIFT的局部特征,再计算测试图像与训练图像的匹配相关度作为图像的全局特征,将SIFT的局部和全局特征相结合作为人耳识别的标准。通过在人耳库中的实验表明,此算法优于传统的全局方法,对于人耳角度变化和遮挡具有较好的鲁棒性,并且适用于单训练样本的情况。     

基于人耳生物特征的身份识别

人耳识别技术的研究与应用在个体生物特征识别范围属于一种新的尝试.本文首先讨论了人耳识别技术的可行性及其特点,介绍了基于二维灰度图像、3D深度图像和耳纹图像的人耳自动识别方法,并重点对静态人耳图像识别方法进行了总结.最后针对人耳识别技术中的一些关键性问题,如人耳特征信息的提取、人耳图像的遮挡与缺损处理、人耳识别方法以及人耳图像库的构建进行了探讨,提出一些解决问题的思路.     

基于Gabor+PCA特征与粒子群算法的部分遮挡人耳识别研究

在分析人耳Gabor特征基础上,提出一种主成分分析降维并利用基于粒子群优化训练的人工神经网络对部分遮挡人耳进行识别方法。选取了PCA方法降维后人耳图像的Gabor特征值作为人工神经网络训练样本,利用粒子群优化算法与多层前馈网络结合算法训练神经网络。与多种方法对比的实验表明,针对部分遮挡人耳的测试实验,基于Gabor+PCA特征与粒子群算法的部分遮挡人耳识别方法具有高识别性能,取得好的效果。     

一种基于核K-SVD和稀疏表示的车辆识别方法

车辆分类与识别是智能交通的重要研究内容.针对车辆识别中的两类监督分类问题,提出一种基于核KSVD字典训练结合稀疏表示的分类方法.该方法首先利用PCA对训练图像(车辆类、非车辆类)进行特征提取及降维,然后对所得矩阵利用核函数映射到高维空间,应用K-SVD方法训练高维特征矩阵,分别得到相应的两类特征字典.最后在对测试图像进行分类时,利用基于l1最小化稀疏系数训练图像线性表示测试图像.文中给出该方法与其他几种经典方法的实验比较,重点是遮挡情况下的分类效果.实验结果表明,该方法识别率有明显改善,能够有效消除部分遮挡对车辆识别的影响.     

基于视觉词袋模型的人耳识别

人耳识别技术是生物特征识别和人工智能领域的一个重要分支.针对人耳图像特有的纹理特征,首先采用空间金字塔视觉词袋模型进行人耳特征提取,该模型将人耳图像中相对低级的局部描述子特征转化为具有高级语义含义的全局特征.最后采用支持向量机对样本向量进行训练与判别.实验表明,本文所采用的模型能取得较高的识别率,可作为人耳识别方法的一种扩展与探索.     

低分辨率人耳图像识别方法研究*

针对人耳识别中存储量和计算速度的要求,同时考虑远距离拍摄时低分辨率人耳识别问题,探讨了低分辨率人耳图像识别性能,给出了分辨率与识别率的关系。首先采用高斯金字塔对人耳图像进行不同层的分解,然后对每一层图像应用广义判别分析方法（GDA）提取特征,最后计算样本间的余弦距离,通过阈值法分类识别。实验结果表明,当人耳图像分辨率降低为36×24时系统识别性能最好,满足实时生物识别系统的要求。     

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。     

基于非负稀疏表示的人脸识别

对稀疏表示在人脸识别中的应用进行了研究,提出了人脸识别的非负稀疏表示方法和采样方法.提出了非负稀疏表示的乘性迭代算法,分析了该方法与非负矩阵分解的联系,设计了基于非负稀疏表示的分类算法.在仿射传播算法的基础上,提出了人脸数据集的采样方法,并在人脸图像集上进行了实验.与稀疏表示相比,非负稀疏表示在计算复杂度和鲁棒性上具有优越性;与随机采样方法相比,该采样方法具有较高的识别精度.     

基于L0稀疏约束的近似稀疏解人耳识别*

传统的人耳识别算法在人耳图像遮挡、噪声和人耳多姿态变化中表现出低识别率,近年来稀疏表示在模式识别领域中取得很好的成果。决定稀疏分类器识别精确度的因素主要是稀疏解的稀疏度。而稀疏度的估计就是稀疏向量中非0元素的估计,即向量L0范数。因此在人耳稀疏分类算法的研究中引入L0范数稀疏约束。综上所述,采取基于SRC（Sparse Representation-based Classification）稀疏模型,选取对人耳姿态变化具有强鲁棒性的特征逼近过完备字典,然后使用OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法直接解L0问题,并加入稀疏约束,从优化稀疏解的角度对人耳稀疏分类算法进行改进,提高人耳识别效率。     

基于因子分析与稀疏表示的多姿态人脸识别

在非可控环境下,人脸识别面临的最大难题之一是姿态变化与遮挡问题。基于稀疏表示的人脸识别方法将测试人脸表示成训练人脸的稀疏线性组合,根据其组合系数的稀疏性进行人脸识别。该方法对人脸的噪声和遮挡变化具有很好的鲁棒性,但对人脸的姿态变化表现力极差,这是因为当人脸具有姿态变化时,同一个人不同姿态情况下很难对应起来,这违背线性组合的前提条件。为了克服稀疏表示方法对人脸姿态变化表现力极差问题,对人脸进行因子分析,分离出人脸姿态因子,得到合成的正面人脸;利用稀疏表示进行人脸分类识别。实验结果表明,该方法对人脸的遮挡和姿态变化具有很好的鲁棒性。     

基于轮廓合成的人耳图像边缘检测

人耳识别技术作为一种新的研究在生物特征识别领域提出一种新思路.边缘检测是图像特征分析识别的基础,检测质量直接影响系统识别率.本文针对人耳图像的局部特征和识别要求提出一种基于轮廓合成的边缘检测方法.该算法对采集到的图像预处理,将Sobel算子与阈值法得出的边缘图像合成,最后根据统计结果用去除干扰技术处理非边缘.这种方法得出的耳朵边缘图像清晰完整无干扰,比单一采用其他方法效果好,为后续特征提取及识别提供较好基础.     

侧面轮廓与人耳特征相结合的人耳检测与识别

为实现人耳的自动检测与识别,提出了结合侧面轮廓特征、人耳统计特征以及人耳与侧面轮廓的位置特征进行人耳检测与识别的方法。该方法分为离线的训练阶段和在线的检测与识别阶段。在离线阶段,通过训练得到一个综合特征向量,包括人脸侧面轮廓特征、人耳统计特征以及人耳相对于侧面轮廓的位置特征。在线的检测与识别过程分为两步：第1步是用侧面人脸轮廓进行粗检测,第2步是用人耳的统计特征和相对于侧面轮廓的位置特征进行精确定位和识别,即在定位的同时实现人耳的识别。实验结果表明,上述方法具有速度快、效率高和鲁棒性好的特点。     

一种2D+3D人耳融合识别方法研究

提出一种2D和3D模式相融合的人耳识别方法.利用基于Adaboost算法的人耳检测器在2D图像上进行人耳检测,在对应的深度图像中定位出人耳区域.对于2D人耳图像,利用核Fisher鉴别分析法进行特征提取,再利用最近邻分类器进行识别;对于3D人耳深度图,利用3D局部二值模式进行特征提取,结合几何约束和位置约束在测试耳和注册原型耳上进行特征点匹配,并利用匹配点数进行识别.最后将两者进行决策层融合.在UND人耳图像库上的实验结果表明,与单独2D或3D人耳识别相比,文中提出的2D+3D人耳融合识别方法在光照变化情况下能取得更好的识别性能.     

分块最大相似性嵌入稀疏编码的人脸识别

图像相似性先验嵌入的方法能有效提升基于稀疏编码表示的人脸识别在低维特征空间的识别性能.针对非受控人脸图像存在表情变化、部分遮挡和伪装的问题,提出基于图像分块的最大相似性嵌入稀疏编码表示的人脸识别方法.该方法首先将训练图像和测试图像进行同样的非重叠分块;然后计算测试图像与各训练图像对应分块间的相似性,并以其最大值度量图像间的相似性;最后将提取的最大块相似性信息嵌入到稀疏编码表示的人脸识别中.在AR标准人脸库上的测试表明,与全局相似性嵌入的加权稀疏编码表示分类方法相比,文中方法在训练样本和测试样本同时存在表情变化、遮挡和伪装的人脸识别中具有较大的性能提升.     

基于不变矩匹配的人耳识别

人耳识别技术是一门新型的个体生物识别技术,头部转动是影响人耳识别的重要原因之一.本文提出一种基于加权高阶不变矩特征方法的人耳个体生物识别系统,并初步建立60只人耳图像库.通过实验得出了主要测试数据,识别准确率可达到95%,证明该系统能够克服因头部转动对识别的影响.表明不变矩方法在人耳识别中具有一定优势.     

基于外耳轮廓边缘信息的人耳识别

提出一种用Hausdorff距离表示入耳边缘特征的人耳识别方法.首先对原始人耳图像进行预处理,用基于灰度形态学梯度和局部阈值分割的边缘检测方法提取外耳轮廓边缘;然后用标准方差和边缘线段间长度差改进的Hausdorff距离表示人耳特征向量;最后采用支持向量机算法完成人耳识别.实验结果证明,该方法能获得更高的人耳识别率.     

基于块稀疏递推残差分析的稀疏表示遮挡鲁棒识别算法研究

针对如何在未知类别的情况下自动检测出遮挡区域,然后在克服遮挡影响的基础上提高识别算法的鲁棒性问题,提出基于块稀疏递推残差分析的稀疏表示遮挡鲁棒识别算法.该算法首先将待测样本分为上下两部分,并分别用对应块的训练样本进行稀疏表示,找出稀疏度更高的块及对应的稀疏解,并将更稀疏前N个解推广到另一个块中,重构测试样本.然后根据重构测试样本与原测试样本的残差推测遮挡像素.考虑到遮挡区域的连续性,利用形态学操作对推测的遮挡区域进行规则化处理并得到加权矩阵.最后利用加权矩阵对测试样本和训练样本进行整体加权归一化,再利用全局稀疏表示进行最终的分类判决.在AR、Yale B及MNIST上的遮挡仿真实验证明该方法不但可大致确定遮挡区域,还可提高遮挡图像识别的性能.     

基于独立分量分析的人耳图像识别方法

人耳识别是一种新的生物特征识别技术.本文将独立分量分析应用于人耳图像的特征提取,并分别与最近邻分类器、RBF神经网络分类器和支持向量机相结合进行分类识别.实验结果表明基于独立分量分析的人耳识别方法优于传统的主分量分析方法.