人脸特征点定位的自适应窗回归方法

针对显式形状回归（ESR）对于一些面部遮挡、面部表情过大样本定位精度低的问题，提出一种自适应窗回归方法。首先，应用先验信息为每张图片生成精确的人脸框，用人脸框的中心点对人脸进行特征映射，并进行相似变换得到多个初始形状；其次，提出一种自适应窗口调整策略，基于先前回归的均方误差自适应地调整特征窗口大小；最后，基于互信息（MI）的特征选择策略，提出新的相关性计算方法，在候选像素集中选出最相关的特征。在三个公开数据集LFPW、HELEN、COFW上，相较于ESR算法，所提方法的定位精度分别提升7.52%、5.72%和5.89%。实验结果表明，自适应窗回归方法可以有效提高人脸特征点定位精度。     

利用形状估计的人脸特征点定位算法*

针对鲁棒级联姿势回归算法（RCPR,Robust Cascaded Pose Regression）缺乏形状约束,对复杂人脸图像和遮挡的定位精度差、成功率低的问题,提出一种利用形状估计的分块特征点定位算法。为提高定位成功率和准确度,对人脸特征点进行分块,对每一块进行形状估计作为约束;为保证形状估计的精度和连续性,在传统核回归的基础上,学习得到图像特征与目标形状间的联合概率分布函数,称作匹配函数,并求取最大值作为形状估计;为提高算法性能,只需对部分点的位置进行回归,减少了回归器的数量,并引入了形状索引特征的采样先验。实验表明,本文算法对复杂人脸图像和遮挡具有更高的定位准确度和鲁棒性,定位成功率可达86％,同时计算速度可以实现实时处理。     

Lasso整脸形状回归的人脸配准算法

人脸配准是人脸识别、美化和面部表情分析等人脸相关应用的重要组成部分,这些应用通过人脸配准以精准定位人脸五官及面部轮廓特征点.在整脸形状回归的人脸配准框架基础上,使用Lasso回归来解决人脸配准问题,提出基于Lasso的整脸回归人脸配准算法.首先对人脸配准过程中的回归系数施加L1模惩罚,以在不牺牲效果的基础上减少模型大小;然后提出人脸变换比例调整方法,在回归过程中使用人脸变换比例对特征点位置进行调整,用于解决小规模样本条件下不同尺度样本相互干扰的问题.在相关数据集上的实验结果表明,该算法配准精确度高,可以达到实时的速度,且适用于不同姿态下的人脸配准问题.     

视频人脸检测与特征点定位研究

基于对视频中人脸的检测和特征点定位算法的学习与研究,文中提出了一种结合连续均值向量和主动形状模型的新方法.该方法首先对视频帧进行局部连续均值量化变换处理,快速地检测出似人脸区.然后用改进ASM方法来定位所检测出人脸的特征点,使用双阈值Sobel算子进行边缘检测,提取边缘信息,当搜索时利用这些边缘信息来改变特征点的权值,使带有更多边缘信息的像素点更有可能被选为最佳候选点.该方法可以快速地对人脸做出检测,并能很好地定位出人脸特征点     

ASM及其改进的人脸面部特征定位算法

为了提高主动形状模型(ASM)算法的性能,提出一种改进的ASM算法.首先,精确定位出瞳孔的位置用作平均形状模型的初始化;其次,采用全局形状模型、面部显著特征区域成分形状模型以及人脸面部的相似性构形相结合的办法来共同约束特征点的定位结果;最后,特征点周围采用Log-Gabor小波系数进行描述,并建立局部纹理模型,提高了算法对光照和噪声的鲁棒性.实验结果表明,与传统的ASM算法相比,该算法特征点定位精确度有显著的提高.     

实时三维人脸特征点定位

为了能够自动、实时地标定三维人脸曲面上主要特征点的位置,如鼻尖点和内眼点等,提出一种实时定位三维人脸特征点的算法.首先设计了一种基于曲面划分、直方图统计的三维局部曲面描述子——球划分直方图描述子,并使用该描述子逐点提取三维曲面顶点的局部曲面信息;其次计算其相似度,以定位三维人脸曲面上的主要特征点;在采用GPU并行运算后,能够有效地对三维人脸特征点进行实时定位.在三维人脸数据库FRGC v1.0以及BU-3DFE中的实验结果表明,与其他算法相比,该算法在三维人脸曲面上具有较强的三维人脸特征点定位能力.     

基于改进主动表观模型算法的人脸特征定位

人脸特征点的精确定位一直是人脸图像处理的重要研究内容,特征点定位精确与否直接影响后续工作结果的好坏。在基于反向组合AAM（Active Appearance Models）人脸特征点定位算法的基础上,提出结合特征点局部纹理模型来对AAM初始形状参数做最优化以及对AAM匹配模板升级的改进。改进的算法采用特征点局部纹理模型和AAM全局纹理模型结合的方法来最优化AAM初始形状参数,并在此前提下对AAM匹配模板进行升级,使其更接近待匹配图像的信息。在精确的匹配模板和优化的初始形状参数下,匹配的最终精度会得到提升。实验和理论证明,改进后的算法比传统反向组合AAM算法以及现有改进的PAAM（Progressive AAM）算法以及简单的结合ASM和AAM的改进算法都有更好的特征点定位精度。     

改进级联回归模型的人脸特征点定位

针对级联回归模型依赖形状初始化且结构复杂使其在人脸特征点定位中速度慢、精度低的问题,提出了改进的级联回归人脸特征点定位算法.采用仿射变换参数回归初始化人脸形状,使变换后的初始形状更接近真实人脸以提高模型的收敛速度和精度;在各特征点局部区域构造随机蕨局部学习器,并学习得到易于计算且高度稀疏的二值化特征应用提高模型的速度;对二值化特征使用全局线性回归求得形状增量,实现特征点定位.仿真实验结果表明:相比于原算法,所提算法在LFPW,HELEN,AFW库上定位误差平均降低了11%,定位时间平均减少了14%.     

一种基于改进的ASM的人脸特征点定位方法

主动形状模型(ASM)在对目标点的搜索过程中,只采用了训练图像中标定点两侧法线方向的profile邻域内像素点的灰度信息,且对这些点等同视之;搜索时也只限于目标图像标定点两侧法线方向上的若干个像素,范围过于简单。考虑到彩色人脸图像的普及及其携带的丰富的信息,首先在RGB空间分三通道分别进行处理,其次对profile邻域内像素点赋予不同的权重,建立加权的局部灰度模型,最后把搜索空间拓展到包括传统法线和与之相互平行的相邻的两条法线上的像素点集上。仿真实验表明,以上3方面的改进大大提高了ASM方法对人脸特征点的定位精度,精度提高16.5%,是一种可行的改进方法。     

基于特征融合的人脸特征定位

针对活动形状模型在定位人脸特征点时,对初始位置敏感并且局部模型的建立方法过于单一的问题,本文提出了一种基于特征融合的活动形状模型(LASM)。算法使用SUSAN算子与小波变换结合,提取人脸图像的角点位置作为模型的初始位置,并将局部二值模式与原局部建模方法融合建立局部模型,实验结果表明,与传统活动形状模型相比该方法定位特征点更加精确、有效。     

基于惯性系的旋转式惯导系统快速对准算法

针对船舶大幅角晃动和线运动等复杂干扰,导致旋转式捷联惯导系统初始对准性能下降的问题,设计了基于惯性系的旋转式捷联惯导系统快速初始对准算法.针对旋转式捷联惯导系统的误差特性,设计了基于惯性系的粗对准方案;并提出了一种改进的罗经对准算法,达到缩短对准时间和提高对准精度的目的.仿真实验证明:该方法可以实现快速初始对准,7 min航向精度达到1.35′.     

基于主动表观模型姿态矫正和局部加权匹配人脸识别

非约束环境下,光照、姿态、表情、遮挡等复杂背景因素给人脸识别带来严重影响。提出一种基于AAM（active appearance model）的图像对齐和局部匹配人脸识别算法,使之能够增强人脸识别算法对姿态、表情变化的鲁棒性。AAM能够快速准确地定位人脸的特征点,进而将图像扭转到一个标准正面人脸模型中。接着,提出一种新的基于信息熵的Gabor jet加权方法用于提高人脸识别率;并且对Borda count分类器组合方法进行了改进,认为在投票过程中为其设置阈值来排除“噪声”的干扰可以提高识别率。通过与多种人脸识别方法的实验结果比较表明,使用AAM矫正图像后,联合熵加权Gabor方法和加阈值Borda能够取得比单独使用更好的成绩。     

改进的用于人脸面部特征定位的ASM方法

主动形状建模是面部特征定位和人脸识别等模式识别领域中常用的一种方法.然而,由于受到初始情况、光照等诸多因素的影响,主动形状建模经常会陷入最优化过程中的局部最小问题,从而导致其性能下降.文章在传统主动形状模型基础上,提出了一种改进的ASM算法.首先,利用Adaboost初始定位面部的显著特征区域以便在后续的搜索中进行位置的约束;其次,将原始ASM方法中的关键点的1D纹理模型改进为基于核概率密度估计模型的2D纹理模型;最后,在局部灰度模型中加入了边缘约束,使边缘信息较强的点有更大的可能成为最佳候选点.该方法可以有效地解决上述局部最小问题,并且更好地捕捉局部点的特征信息,从而更精确地进行面部特征定位.实验结果表明,改进的ASM方法在准确性和鲁棒性上有较大提高,可为后续的人脸识别打下良好的配准基础.     

基于改进三维形变模型的三维人脸重建和密集人脸对齐方法

针对现在广泛使用的三维形变模型表达能力不够,导致重建出的三维人脸模型泛化性能不佳的问题,提出了一种在姿态、表情和光照未知的条件下的基于单张人脸图片的三维人脸重建和密集人脸对齐的新方法。首先,通过卷积神经网络对现有的三维形变模型进行改进,以提高三维人脸模型的表达能力;然后,基于人脸光滑性和图像相似性,在特征点和像素层面提出新的损失函数,并使用弱监督学习训练卷积神经网络模型;最后,通过训练出的网络模型进行三维人脸重建和密集人脸对齐。实验结果表明,对于三维人脸重建任务,所提模型在AFLW2000-3D上实现了2.25的归一化平均误差;对于密集人脸对齐任务,所提模型在AFLW2000-3D和AFLW-LFPA上分别实现了3.80和3.34的归一化平均误差。与原始使用三维形变模型的方法相比,所提模型在三维人脸重建和密集人脸对齐上的归一化平均误差分别降低了7.4%和7.8%。针对不同光照环境以及角度的人脸图片,该网络模型的重建准确,鲁棒性好,且具有较高的三维人脸重建和密集人脸对齐质量。     

基于Hausdorff距离和改进ASM的人脸跟踪方法*

针对视频图像中人脸定位跟踪的问题,提出了基于Hausdorff距离和改进ASM的跟踪方法.由于Hausdorff距离多模板匹配的复杂性,采用ASM的人脸模型作为模板大大降低了模型维数;并对传统的ASM算法进行了改进,利用DCT进行去相关和能量集中,充分利用特征点附近的二维纹理信息代替传统ASM的一维灰度信息,提高了定位速度和精度.实验证明该方法在视频图像人脸跟踪中是非常有效的.     

迭代容积粒子滤波算法在SINS初始对准中的应用

在大方位失准角误差的条件下,捷联惯导系统(SINS)初始对准误差模型是非线性的,可以采用粒子滤波(PF)方法进行处理.针对标准PF算法中存在的重要性密度函数难以选取的问题,提出了一种新的迭代容积粒子滤波(ICPF)算法.将Gauss-Newton迭代和容积卡尔曼滤波(CKF)算法相结合,得到迭代CKF(ICKF)算法.该算法利用最新量测信息改进迭代过程中产生的新息方差和协方差,可获得较高的估计精度.由ICKF算法获得粒子滤波算法的重要性密度函数,有效地抑制了粒子退化现象.SINS大方位失准角初始对准的仿真结果和实验结果表明:该算法的滤波精度高于标准PF算法和容积PF(CPF)算法,是一种非常有效的非线性滤波算法.     

一种基于特征匹配的人脸配准判断方法

现有的人脸识别应用系统大都忽略了人脸配准的检查,造成"误配准灾难",导致识别性能下降。因此,对规格化后的人脸图像进行判断筛选,以保证只有正确配准的人脸图像才能用于后续识别。选用一定数量正确配准的规格化人脸图像平均值作为标准人脸,用SIFT关键点定位方法得到标准人脸的多个关键点,采用分块的梯度方向直方图统计方法提取关键点的邻域图像特征;然后,将标准人脸的关键点位置作为待检测人脸的定位点,用同样的方法提取定位点的邻域图像特征;计算待检图像与标准人脸图像对应关键点的特征矢量相似度,设定合理阈值判断待检测图像是否配准。实验证明,该方法能有效去除误配准人脸图像,有利于提高人脸识别系统的可靠性。     

基于多相机的人脸姿态识别

主动形状模型(ASM)算法被用来进行人脸特征点的精确定位,然后在多相机测量的图像中进行特征点的立体匹配,利用双目视觉和相机三维测距技术可以确定人脸特征点的空间三维位置,从而利用这些特征点的相对位置确定出人脸的姿态。实验结果显示,用该方法进行人脸姿态识别能取得比二维识别更高的精确度。     

基于人工鱼群算法的主动形状模型*

在分析ASM不足的基础上,研究了一种基于人工鱼群算法(AFSA)的ASM,从而有效克服初始状态对定位结果的影响。对ORL人脸数据库进行特征定位的实验结果表明,算法具有搜索速度快、定位精度高、对初始状态不敏感、避免局部最优等优点。