Facial expression recognition of a speaker using thermal image processing and reject criteria in feature vector space

In our previously developed method for the facial expression recognition of a speaker, the positions of feature vectors in the feature vector space in image processing were generated with imperfections. The imperfections, which caused misrecognition of the facial expression, tended to be far from the center of gravity of the class to which the feature vectors belonged. In the present study, to omit the feature vectors generated with imperfections, a method using reject criteria in the feature vector space was applied to facial expression recognition. Using the proposed method, the facial expressions of two subjects were discriminable with 86.8 % accuracy for the three facial expressions of “happy”, “neutral”, and “others” when they exhibited one of the five intentional facial expressions of “angry”, “happy”, “neutral”, “sad”, and “surprised”, whereas these expressions were discriminable with 78.0 % accuracy by the conventional method. Moreover, the proposed method effectively judged whether the training data were acceptable for facial expression recognition at the moment.     

An SVM-AdaBoost facial expression recognition system

This study is focused on improving the recognition rate and processing time of facial recognition systems. First, the skin is detected by pixel based methods to reduce the searching space for maximum rejection classifier (MRC) which detects the face. The detected face is normalized by a discrete cosine transform (DCT) and down-sampled by Bessel transform. Gabor feature extraction techniques were utilized to extract thousands of facial features that represent facial deformation patterns. An AdaBoost-based hypothesis is formulated to select a few hundreds of Gabor features which are potential candidates for expression recognition. The selected features were fed into a saturated vector machine (SVM) classifier to train it. An average recognition rate of 97.57 % and 92.33 % are registered in JAFFE and Yale databases respectively. The execution time of the proposed method is also significantly lower than others. Generally, the proposed method exhibits superior performance than other methods.     

Identity management based on PCA and SVM

A new approach for face recognition, based on kernel principal component analysis (KPCA) and support vector machines (SVMs), is presented to improve the recognition performance of the method based on principal component analysis (PCA). This method can simultaneously be applied to solve both the over-fitting problem and the small sample problem. The KPCA method is performed on every facial image of the training set to get the core facial features of the training samples. To ensure that the loss of the image information will be as less as possible, the facial data of high-dimensional feature space is projected into low-dimensional space, and then the SVM face recognition model is established to identify the low-dimensional space facial data. Our experimental results demonstrate that the approach proposed in this paper is efficient, and the recognition accuracy of the proposed method reaches 95.4 %.     

一种用于人脸识别的非线性鉴别特征融合方法

最近，在人脸等图像识别领域，用于抽取非线性特征的核方法如核Fisher鉴别分析(KFDA)已经取得成功并得到了广泛应用，但现有的核方法都存在这样的问题，即构造特征空间中的核矩阵所耗费的计算量非常大．而且，抽取得到的单类特征往往不能获得到令人满意的识别结果．提出了一种用于人脸识别的非线性鉴别特征融合方法，即首先利用小波变换和奇异值分解对原始输入样本进行降雏变换，抽取同一样本空间的两类特征，然后利用复向量将这两类特征组合在一起，构成一复特征向量空间，最后在该空间中进行最优鉴别特征抽取．在ORL标准人脸库上的试验结果表明所提方法不仅在识别性能上优于现有的核Fisher鉴别分析方法，而且，在ORL人脸库上的特征抽取速度提高了近8倍．     

用矩特征进行光字符识别的一种新方法

模式识别是信息科学及其应用中的一个非常活跃的领域,各种特征提取及识别方法是层出不穷。本文在分析已有特征提取技术的弊端的基础上,提出用规格化后的中心矩作为特征向量的新技术,并将其应用于光字符识别中。规格化后的中心矩具有平移不变性和伸缩不变性,因而提高了识别率。在本光字符识别系统中,给出了矩特征向量的选取方法并确定了分类策略。实验表明,当使用8或10行字符的特征向量进行判别时,可得到超过95％的识别率。     

基于并行特征组合与广义K-L变换的字符识别

针对传统的串行特征融合方法的弱点,提出了一种新的并行特征融合方法.该方法的基本思路是:首先,利用复向量将样本空间上的两组特征集组合起来,构成复特征向量空间;然后,从理论上推广了经典的K-L变换方法与3种基本的K-L展开方法,使其适用于复特征向量空间内的特征抽取.此外,还揭示了并行特征融合的对称性质,并详细讨论了并行特征组合的策略问题.最后,用所提出的方法来解决手写体字符的特征抽取与识别问题.在南京理工大学NUST603HW手写体汉字库以及Concordia大学的CENPARMI手写体阿拉伯数字数据库上的实验结果表明,所提出的特征融合方法不仅较大幅度地提高了识别率,而且识别结果优于传统的串行特征融合方法.     

基于分块独立分量分析的人脸识别

提出了一种基于分块独立分量分析(BICA)的特征提取方法。该方法通过将人脸分块降低了光照条件、人脸表情等外在因素对人脸识别的影响,并先后将分块后重组的矩阵的行和列作为训练样本提取独立分量,由于训练样本维数很小,因此它降低了传统独立分量分析（ICA）方法中存在的高维小样本问题产生的识别错误率,同时减少了识别时间。在Yale人脸库和AR人脸库上验证了该算法的有效性。     

一种组合特征抽取的新方法

该文提出了一种基于特征级融合的特征抽取新方法，首先，给出了一种合理的特征融合策略，即利用复向量给出组合特征的表示，将特征空间从实向量空间拓广到复向量空间，然后，发展了具有统计不相关性的鉴别分析的理论，并将其用于复向量空间内最优鉴别特征的抽取，最后，在Concordia大学的CENPARMI手写体阿拉伯数字数据库以及南京理工大学NUST603HW手写汉字库上的试验结果表明，所提出的组合特征抽取方法不仅具有很强的维数压缩能力，而且较大幅度地提高了识别率。     

基于Rough集理论的车牌汉字特征提取

车牌首位汉字特征提取和识别是一个难点。传统的车牌汉字的特征提取方法是在具有先验知识的情况下进行的,先验知识的好坏对结果有着非常重要的影响。Rough集,理论上可以从数据集中直接提取特征,不依靠先验知识。先用Rough集理论提取待识别汉字的特征,再用这些特征进行模板匹配。实验结果表明该方法有比较好的识别效果。     

基于Rough集理论的车牌汉字特征提取

车牌首位汉字特征提取和识别是一个难点。传统的车牌汉字的特征提取方法是在具有先验知识的情况下进行的,先验知识的好坏对结果有着非常重要的影响。Rough集,理论上可以从数据集中直接提取特征,不依靠先验知识。先用Rough集理论提取待识别汉字的特征,再用这些特征进行模板匹配。实验结果表明该方法有比较好的识别效果。     

Discrimination of similar characters using nonlinear normalization based on regional importance measure

Discrimination of confusing characters is very important in recognition of character sets containing a multitude of similar characters. Confusing characters have very similar shapes and are separated by only a small difference. For a successful discrimination, we need to focus on that difference. However, the small difference can be reduced or even lost during the feature extraction process. In such a case, further analysis after the feature extraction rarely succeeds. This paper proposes a discriminative nonlinear normalization algorithm to improve discrimination ability. The proposed method emphasizes the difference between confusing characters. It measures the importance of each region in the discrimination of confusing characters. Then, it resamples the image according to the regional importance measure. As a result, it expands important regions but shrinks less important regions. Since it emphasizes important regions in the preprocessing step, it does not suffer from the information loss during the feature extraction. In experiments, the proposed method successfully detected and expanded important regions. In handwritten Hangul recognition, the proposed method outperformed other two recently developed pair-wise discrimination methods. On SERI95a data set, it improved the recognition rate from 87.69 to 90.11 %, achieving a 19.66 % error reduction rate.     

精确局部特征描述的表情识别

目的 针对传统局部特征提取方法在表情识别上的局限性,提出一种精确局部特征描述的表情识别方法。方法 首先将人的眉毛、眼睛和嘴巴3个对表情识别起关键作用的器官分割出来,使得特征描述更具有针对性。然后,构造充分矢量三角形以统计图像的轮廓特征与细节特征。最后,对于不同的表情器官采用不同尺度的充分矢量三角形描述,对于同种表情器官采用多种尺度的充分矢量三角形联合描述,从而充分描述关键器官的图像信息。结果 该算法在日本女性表情人脸库(JAFFE)、cohn-kanade库(CK)以及Pain expressions库上进行实验,分别取得了95.67%、97.83%、84.0%的平均识别率以及11.70 ms、30.23 ms、11.73 ms的平均特征提取时间,实验结果表明,精确局部特征描述的表情识别方法可以较快、较准确的进行人脸表情识别。结论 精确局部特征描述的表情识别方法通过器官的分割以及充分矢量三角形模式的构造与灵活运用,良好地表达了图像的局部特征且具有较低的时间复杂度,本文算法与目前典型的表情识别算法的实验对比结果也表明了本文算法的有效性。     

基于2维偏最小二乘法的图像局部特征提取及其在面部表情识别中的应用

为了更有效地提取图像的局部特征,提出了一种基于2维偏最小二乘法(two-dimensional partial leastsquare,2DPLS)的图像局部特征提取方法,并将其应用于面部表情识别中。该方法首先利用局部二元模式(localbinary pattern,LBP)算子提取一幅图像中所有子块的纹理特征,并将其组合成局部纹理特征矩阵。由于样本图像被转化为局部纹理特征矩阵,因此可将传统PLS方法推广为2DPLS方法,用来提取其中的判别信息。2DPLS方法通过对类成员关系矩阵的构造进行相应的修改,使其适应样本的矩阵形式,并能体现出人脸局部信息重要性的差异。同时,对于类成员关系协方差矩阵的奇异性问题,也推导出了其广义逆的解析解。基于JAFFE人脸表情库的实验结果表明,该方法不但可以有效地提取图像局部特征,并能取得良好的表情识别效果。     

半色调图像纹理特征提取方法

提出基于局部二值化模式和像素相关算子的半色调图像纹理特征提取方法,以实现误差分散类半色调图像的分类。该方法是将误差分散类图像先进行局部二值化模式变换,再以任一像素点为中心,取适当的距离提取八个方向的像素相关值作为图像的特征向量,最后将提取的特征通过BP神经网络进行分类。实验结果表明,提出的算法适用于二值图像的特征提取,能够降低局部二值模式的特征维数,提高时间效率和空间利用率;相对灰度共生矩阵算法提出的算法在计算复杂度、识别精度等性能方面都有所改善。     

双正交小波方法在面部特征抽取中的应用

人脸识别技术是生物鉴别技术的重要组成部分。脸部特征抽取是人脸识别技术的关键。首先对基于小波极大模的边缘检测算法进行改进 ,提出极大模区域边缘检测算法 ;然后提出一种人脸特征抽取算法。整个脸部特征抽取过程分为三部分 :1 )对图像进行二维小波分解 ;2 )背景分离 ,脸部目标定位 ;3 )脸部特征抽取。实验证明该算法可以准确地抽取人脸特征     

结合Gabor变换和FastICA的人脸表情识别方法

提出了一种结合Gabor变换和FastICA技术的人脸表情特征提取方法。Gabor小波具有很好的空频局部性和多方向选择性,因此更有利于表情细节信息的提取。FastICA技术能够消除信号间的高阶统计冗余。对图像进行Gabor变换,把得到的系数排列成Gabor特征矢量,用FastICA对Gabor特征矢量进行特征提取,用K-近邻分类器进行分类。JAFFE表情库中的实验证明该方法的有效性。     

基于奇异值分解和径向基函数神经网络的人脸识别算法研究

提出一种基于奇异值分解和径向基函数神经网络的人脸特征提取与识别方法,来解决人脸识别中的高维、小样本问题。该方法采用奇异值分解、奇异值降维压缩、奇异值矢量标准化和奇异值矢量排序,最后得到用于识别的奇异值特征矢量。运用基于径向基函数神经网络分类器进行人脸分类识别。在ORL数据库上进行实验和数据分析表明,该方法无论是在分类的错误率上还是在学习的效率上都能表现出极好的性能。     

融合二阶HOG与CS-LBP的头部姿态估计

针对头部姿态估计受光照变化、表情、噪声干扰等因素影响导致识别率低的问题,提出一种融合二阶梯度方向直方图(HOG)和中心对称局部二值模式(CS-LBP)特征的姿态特征,用于单帧图像的头部姿态估计。采用二阶HOG对人脸图像进行形状信息提取,得到人脸的轮廓特征;用CS-LBP进行局部纹理信息的提取,通过将二阶HOG提取的轮廓特征和CS-LBP提取的纹理特征进行融合,得到更有效的人脸特征;将融合的姿态特征通过核主成分分析(KPCA)变换非线性映射到高维核空间中,抽取其主元特征分量,采用支持向量机(SVM)分类器进行姿态估计。实验结果表明,方法和HOG、LBP、二阶HOG、CS-LBP方法相比有更高的分类准确率,对光照的变化有很好的鲁棒性。     

多信息融合的深度学习人脸表情识别算法研究

人脸表情识别作为人机交互系统的重要组成部分,在安防监控、人机交互等领域有广泛的应用,是计算机视觉的研究热点。传统的卷积神经网络方法一般提取单张人脸图像或者人脸标记点作为特征提取的输入数据,未能考虑到人脸全域的表情信息。提出了一种基于三通道多信息融合的深度学习人脸表情识别模型,以人脸图像表情平静到高峰时期标记点坐标的相对位移为输入,提取整个人脸表情图像特征信息,模型融合了稀疏自编码器以提高对边缘特征提取效率。该模型在CK+数据集上进行了训练和测试,实验结果表明,与该领域中的同类算法相比,该算法模型提高了表情识别的准确率。     

基于小波的车牌汉字特征提取

车牌识别系统是智能交通不可或缺的一部分.在车牌识别系统中,车牌首位汉字的特征提取和识别是一个难点.为此,将小波的多分辨率特性应用于车牌汉字特征的提取,提出了一种直接从灰度图象提取车牌汉字特征的提取方法.该方法首先提取图象的小波矩和基于小波分解的区域密度特征,然后以识别率好坏为最优依据,进行特征分量排序和选择,最后把特征矢量送入BP神经网络进行字符识别.该方法避免了一些传统汉字特征提取方法需要对图象进行二值化操作而造成的汉字字符结构信息丢失.提取的特征有效地反映了车牌汉字的局部和全局特征.实验结果表明该特征提取方法可以得到比较好的识别效果.