基于遗传算法进化的数字图像处理

人脸表情识别是目前数字图像处理领域比较活跃的研究课题。本文提出一种采用遗传算法进化的支持向量机对人脸表情进行分类的新型算法。先提取静态人脸表情特征,然后采用遗传算法自动选择最优的支持向量机核函数,最后采用这种新型分类器进行了人脸表情的分类和识别。在Yale人脸表情库上进行了测试人不参与训练的仿真实验,并与最近邻分类器进行比较,提出的方法取得了更好的识别结果。     

人脸表情识别综述

作为生物特征识别与情感计算领域的一个极富挑战性的交叉课题,人脸表情自动识别技术在各种应用的推动下发展很快,但鲁棒的自动人脸表情识别系统至今尚未建立.人脸表情识别的3个关键环节是人脸检测(定位)、脸部表情特征提取和人脸表情的情感分类.目前上述环节上均取得了重要进展.本文就这三方面分别进行了分类总结。     

基于自动提取特征点的三维人脸表情识别

为实现完全自动的人脸表情识别,提出一种基于自动提取三维及二维特征点的三维人脸表情识别算法.该算法采用在三维点云、深度图像以及三维点云对应的二维特征图像上分别自动获得特定特征点,并将非点云上获得的特征点映射回三维点云以获得全部需用特征点的方法.基于这些自动获取的特征点得到三维欧氏距离组成25维特征向量以待分类.通过运用支持向量机作为分类器,取得了平均87.1%的6种基本表情的分类结果,其中惊讶、开心表情的分类结果分别达到了92.3%和91.7%.      

基于曲率和纹理信息的三维人脸特征提取

针对目前三维人脸特征提取方法对表情很敏感的缺陷,通过借鉴曲面曲率生动描述人脸形状的特点和人脸特征区域纹理不受表情影响的特点,提出了一种基于曲率和纹理信息的三维人脸特征提取方法。实验分析说明该方法有效利用了三维人脸的深度信息和人脸纹理对表情和姿态不敏感,具有较好的准确性和鲁棒性。     

基于SVM的人脸表情识别

以人脸表情视频序列为研究对象,介绍了人脸表情识别的一般过程,给出了基于SVM的人脸表情识别方法,讨论了面部表情强度度量方法。通过分析人脸表情的变化,在L-K光流算法基础上应用修正的特征点跟踪方法提取面部特征信息,使用SVM建立人脸表情模型和强度模型,进行表情识别,并对高兴表情进行强度等级分类。实验结果证明了提出方法的有效性。     

自然场景下基于数据增强的人脸表情识别研究进展与趋势

由于自然场景下的人脸表情存在光照、姿态、种族、性别等因素的影响,人脸表情图像数据集的多样性才是能够保障自然场景下的人脸表情识别的性能高效提升的关键.基于自然场景下的人脸图像数据增强的方法,通过增加人脸表情数据集的多样性,提升在自然场景下人脸表情识别的精确度.对最近人脸表情识别的数据增强方法进行了总结和分析,并对在自然场景下人脸表情识别数据增强的发展趋势进行了展望.     

基于核函数因素分解模型的表情合成与识别

人脸图像合成是新一代人机交互中的重要技术。传统的三维模型加生理模型的方法可以生成真实的人脸表情图像,但是其中的计算复杂度很高。该文提出了一种基于样本的方法,将不同的人和不同的表情看作影响人脸表情图像的两种变化因素,利用因素分解模型巧妙地进行人脸表情图像合成。同时,分析了因素分解模型获得的身份子空间和表情子空间的特点,提出了一种在子空间中利用余弦距离进行身份和表情识别的新思路。从实验结果来看,这里提出的方法可以仅利用一张训练集内、外的人脸图像合成出该人在不同表情下逼真的脸部表情图像,同时可以合成库内的人在新表情下的表情图像。     

参考中性表情的人脸表情识别

为充分利用视频中人脸表情与中性表情的差异,提出了一种新的对非特定人脸的表情识别方法.该方法针对低复杂度的视频表情识别应用场景,利用参考中性表情的特征点偏移角表征被测表情的变化信息,同时利用二维主成分分析(2DPCA)法提取被测表情帧的二维主成分特征,从而综合使用表情的动态和静态特征,并使用支持向量机分类器进行表情分类识别.在JAFFE人脸表情库上的实验结果表明,相对于仅使用2DPCA的静态图像表情识别方法,文中所提方法的人脸表情识别准确率平均提高7%.     

基于邻域粗糙集与量子遗传算法的人脸表情特征选择方法

人脸表情特征选择是人脸表情识别研究领域关注的一个热点。基于量子遗传算法与邻域粗糙集理论,文章提出一种新的人脸表情特征选择方法(Feature Selection based on Neighborhood Rough Set Theoryand Quantum Genetic Algorithm,简称FSNRSTQGA),以邻域粗糙集理论为基础,定义了最优特征集的适应度函数来评价表情特征子集的选择效果;并结合量子遗传算法进化策略,提出了一种表情特征选择方法。Cohn-Kanade表情数据集上的仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

表情识别中的粒子群检测与分割方法

结合粒子群优化算法,提出了一种对人脸进行精确检测与分割的方法,以提高表情识别的准确率。通过肤色分割得到大致的人脸轮廓;通过粒子群优化检测到人脸的精确位置。利用精确的人脸进行PCA降维和特征提取后可进行表情识别。实验结果表明,此方法很好的排除了干扰因素,提高了表情识别的准确率,尤其对于某些单表情效果极佳。     

基于Kinect 2的三维人脸个性化建模

提出一种基于五官形状特征点以及人脸肌肉函数的优化Kinect 2 个性人脸网格的算法,然后通过自适应uv贴图,使结果更符合个性人脸特征.首先,通过提取彩色图的特征点位置获取个性人脸的x,y 空间的特征信息,基本的五官形状特征点为83 个,通过相似三角关系在鼻梁和鼻翼处添加了6 个特征点以丰富五官形状特征信息.肌肉形状特征约束方面,综合肌肉形状约束量有43 个.其次,通过Kinect 2 人脸个性化建模得到中间模型,同时也获得了五官形状和肌肉形状特征的深度先验信息.接着使用基于拉普拉斯算子的微分网格变形算法对Kinect2 的中间模型进行五官优化及肌肉形状约束,通过对比ASM、正则化均值漂移和face + + 算法检测的人脸特征点来选择更精确的五官位置.最后,为了让人脸更具有真实感,还通过平面微分网格形变实现了uv 自动贴图,提升了maya中手动调整uv 坐标的准确性和效率.同时,使用次表面散射光照模型来使人脸皮肤的真实感加强.实验表明,本文所采用的三维人脸模型的个性化变形方法能使Kinect2 模型更好地符合个性人脸特征,这将为后期的表情生成和动画制作奠定良好的基础.     

基于SIFT的视觉单词在人脸识别中的研究

近年来,基于视频的人脸识别吸引了很多人的关注,同时,视觉词袋(BoWs)模型已成功地应用在图像检索和对象识别中。提出了一种基于视频的人脸识别的方法,它利用了视觉单词,在经典的视觉单词中,第一次在兴趣点提取尺度不变特征变换(SIFT)的图像描述;这些兴趣点由高斯差分(DoG)检测,然后基于k均值的视觉词汇生成,使用视觉单词的索引以取代这些描述符。然而,在人脸图像中,由于面部姿势失真,面部表情和光照条件变化,SIFT描述符不是很好。因此,使用仿射SIFT(ASIFT)描述符作为人脸图像表示法。在Yale及ORL人脸数据库上的实验结果表明,在人脸识别中,基于仿射SIFT描述符的视觉单词方法可以获得较低的错误率。     

基于面分块的三维人脸模型的边界表示方法

针对人脸造型中脸部模型的存储与表示问题,对人脸的生理结构特征进行了分析,在人脸共性的基础上,提出了一种基于面分块的三维人脸模型,并用边界表示法给出了这种模型的数据结构。按器官组织将人脸分解,各部分可以单独处理,合并起来又能构成一张完整的人脸,这种方法有利于表情的模拟和脸部动作的构造。     

光照变化下的ASM人脸特征定位方法研究

提出光照变化下的ASM人脸特征定位方法.使用扩展局部二值模式算子(ELBP),所有标记点使用2D轮廓,引入Row ley人脸检测算子,自动定位人脸及眼睛位置.实验结果表明,光照变化下的ASM人脸特征定位方法对正面人脸左、右侧光照变化能取得更加精确的结果,更加鲁棒.     

基于区域块LBP特征的人脸表情识别

人脸表情识别是模式识别与人工智能领域的研究热点之一,针对传统LBP方法的不足,提出了一种基于区域块LBP的人脸表情识别方法:先在人脸面部分割出与表情相关的眉毛、眼睛、鼻子和嘴巴等关键区域;再从这些关键表情区域提取表情特征,避免了在整个面部提取特征耗时的缺陷,同时有效地降低了特征维数;最后利用最近邻分类器给出识别结果,通过实验验证了本文算法在识别性能和时间性能上的优势.     

基于色度信息及投影法的彩色图像中人脸区域分割方法

本文提出一种新颖的,快速的人脸区域分割方法,能快速分割出彩色图像中的人脸区域.在该算法中,提出了基于色度信息的投影直方图概念,并依据人脸几何形状图标定人脸区域.实验证明,该算法具有一定的快速性,人脸表情、姿态、方位的不变性以及一定的鲁棒性.     

脸部表情动画的实现

用计算机动画技术合成人的面部表情动画是人体动画研究的一个重点。本文分析了人脸的生理结构组成和脸部表情与表情单元形变之间的关系，研究了包括局部变形箱变形、线性局部变形和密度球收缩和舒张变形在内的三种面部肌肉变形方法，在此基础上，提出了一个基于复合多组局部变形操作的脸部表情动画的模拟算法。通过调相关整表情单元的形变因子一时间参数曲线，有效地控制了脸部表情的动画过程，从而实现了脸部表情动画。     

脸部美化的自适应算法研究

通过人脸特征的检测和识别对图片中人物脸部进行自动美化处理,利用搜索算法用颜色空间、空域和连通性来自动准确定位人脸和头发等特征区域,然后通过人脸的自适应美白和磨皮进行脸部美化.该方法解决了边界难处理的问题,将有助于人脸的自适应美化处理各特征区域.     

基于改进AAM的人脸特征点提取

提出了具有鲁棒性的基于局部二值模式LBP纹理提取人脸特征点的主动外观模型AAM算法（LBP-AAM）.首先建立3种人脸模型实例（正面,左转及右转人脸模型）;然后应用LBP判断和预测测试图片的旋转类型,依据预测结果选择合理的模型实例去匹配;最后提取出人脸特征点.实验结果证明本方法比传统的AAM方法在精度上提高了27%,效率上提高了9%.