Player detection in field sports

We describe a method for player detection in field sports with a fixed camera setup based on a new player feature extraction strategy. The proposed method detects players in static images with a sliding window technique. First, we compute a binary edge image and then the detector window is shifted over the edge regions. Given a set of binary edges in a sliding window, we introduce and solve a particular diffusion equation to generate a shape information image. The proposed diffusion to generate a shape information image is the key stage and the main theoretical contribution in our new algorithm. It removes the appearance variations of an object while preserving the shape information. It also enables the use of polar and Fourier transforms in the next stage to achieve scale- and rotation-invariant feature extraction. A support vector machine classifier is used to assign either player or non-player class inside a detector window. We evaluate our approach on three different field hockey datasets. In general, results show that the proposed feature extraction is effective and performs competitive results compared to the state-of-the-art methods.     

两层级联卷积神经网络的人脸检测

目的 传统人脸检测方法因人脸多姿态变化和人脸面部特征不完整等问题,导致检测效果不佳。为解决上述问题,提出一种两层级联卷积神经网络（TC_CNN）人脸检测方法。方法 首先,构建两层卷积神经网络模型,利用前端卷积神经网络模型对人脸图像进行特征粗略提取,再利用最大值池化方法对粗提取得到的人脸特征进行降维操作,输出多个疑似人脸窗口;其次,将前端粗提取得到的人脸窗口作为后端卷积神经网络模型的输入进行特征精细提取,并通过池化操作得到新的特征图;最后,通过全连接层判别输出最佳检测窗口,完成人脸检测全过程。结果 实验选取FDDB人脸检测数据集中包含人脸多姿态变化以及人脸面部特征信息不完整等情况的图像进行测试,TC_CNN方法人脸检测率达到96.39%,误检率低至3.78%,相比当前流行方法在保证算法效率的同时检测率均有提高。结论 两层级联卷积神经网络人脸检测方法能够在人脸多姿态变化和面部特征信息不完整等情况下实现精准检测,保证较高的检测率,有效降低误检率,方法具有较好的鲁棒性和泛化能力。     

基于Gabor小波变换的人脸疲劳模式识别

疲劳是造成交通事故的主因之一,提出了一种基于Gabor小波变换的疲劳监控新方法。首先,在训练阶段采用频繁模式挖掘算法对疲劳脸部图像序列集进行疲劳模式挖掘;然后,在疲劳识别阶段,将待检测的脸部图像序列基于Gabor小波变换表示为融合特征序列;最后,采用分类算法进行人脸序列的疲劳检测。对自行收集的一天内500幅疲劳图像的仿真结果表明,所提方法正确检测率达到92.8%,错误检测率达到0.02%,优于比较算法。     

基于颜色和特征匹配的视频图像人脸检测实现技术

A face detection method using statistical skin-color model and facial feature matching is presented in this paper.According to skin-color distribution in YUV color space,we develope a statistical skin-color model through interactive sample training and learning.Using this method we convert the color image to binary image and then segment face-candidate regions in the video images.In order to improve the quality of binary image and remove unwanted noises,filtering and mathematical morphology are empolied.After these two processing,we use facial feature matching for further detection.The presence or absence of a face in each region is verified by means of mouth detector based on a template matching method.The experimental results show the proposed method has the features of high speed and high efficiency,but also robust to face variation to some extent.So it is suitable to be applied to real-time face detection and tracking in video sequences.     

基于掩膜生成网络的遮挡人脸检测方法

针对复杂遮挡条件下人脸检测精度低的问题,提出一种基于掩膜生成网络（MGN）的遮挡人脸检测方法。对人脸训练集进行预处理,将训练人脸划分为25个子区域,并为每个子区域分别添加遮挡。将一系列添加遮挡的人脸图像和原始人脸图像作为图像对依次输入MGN进行训练,以生成对应各个遮挡子区域的遮挡掩膜字典。通过组合相关字典项生成与检测人脸遮挡区域相对应的组合特征掩膜,并将该组合特征掩膜与检测人脸深层特征图相点乘,以屏蔽由局部遮挡引起的人脸特征元素损坏。在AR和MAFA数据集上进行实验,结果表明,该方法的检测精度高于MaskNet、RPSM等方法,且检测速度较快。     

基于改进高斯-拉普拉斯算子的噪声图像边缘检测方法

针对现有梯度算子在图像边缘检测中存在的对噪声比较敏感的问题,提出了一种基于改进高斯-拉普拉斯算子的图像边缘检测方法。噪声图像中的边缘检测是一项关键任务,然而目前常用的几种梯度算子,包括已经提出的高斯-拉普拉斯算子都没能取得理想效果。提出的方法对传统的拉普拉斯边缘检测算子做了改进,并与高斯滤波器相结合。首先,应用高斯滤波器来平滑图像,抑制噪声。然后基于拉普拉斯梯度边缘检测器进行边缘检测。最后在标准图像上进行评估,评估结果显示,提出的边缘检测方法所获得的峰值信噪比(PSNR)和均方误差(MSE)均优于其他几种对比方法。     

Faces detection method based on skin color modeling

This study suggests a method to improve the speed of a sliding window type of face detector by way of skin color region detection. The face detection method by way of skin color region detection has been studied in various perspectives: Complicated background images because of the area whose color is similar to the skin color cause high false positive rates. In contrast, the face detection method based on appearance, which adopts a sliding window type, may involve high face detection rates but cause tremendous computational costs in the process of detection scanning as the image size increases, whereas the processing time is also extended accordingly. This study suggests a method to control the subwindow size and detection area of a sliding window by detecting and using the skin color region with the processing time reduced. By means of a face detector with haar wavelet and LBP features, 274 images were collected online in addition to Bao database images, and then an experiment was conducted with them. As a result, the face detection time in utilization of an existing sliding window decreased down to a maximum of 47%.     

基于模板匹配与支持矢量机的人脸检测

人脸检测是人脸识别与基于内容的图像及视频检索的一项重要任务。由于非人脸样本相对于人脸样本的多样性和复杂性，使得人脸模式分类器的训练十分困难。该文提出了一种将模板匹配与支持矢量机（SVM）相结合的人脸检测算法。算法首先使用双眼－人脸模板对进行粗筛选，然后使用SVM分类器进行分类。在模板匹配限定的子空间内采用“自举”方法收集“非人脸”样本训练SVM，有效地降低了训练的难度，实验结果的对比数据表明，该算法是十分有效的。     

基于人脸认知模式的相似脸搜索

目的 人类对人脸认知模式的探索由来已久,并且已经成功应用于美容整形等研究领域。然而,目前在计算机视觉和模式识别领域,计算人脸相似度的方法没有考虑人对人脸的认知模式,使得现有方法的计算结果从人的认知习惯角度来讲并非最佳。为克服以上缺陷,提出一种基于人脸认知模式的相似脸搜索算法。方法 依据人脸认知模式,选取特征点,并计算特征量,构造各面部器官（眼睛、鼻子、嘴巴、脸型）分类模型,即面部器官形状相似性度量模型,并采用圆形LBP算子,计算两幅人脸对应器官的纹理相似度,二者综合作为相似脸搜索的依据。结果 分别用本文方法和代表相似脸搜索最高水平的Face++的方法对80幅正面、中性表情、平视角度拍摄的人脸图像进行测试。本文方法的整体准确率高于Face++方法,其中,TOP1、TOP2最相似搜索结果准确率优势明显,均高出Face++方法12%以上。结论 实验结果表明,本文方法的搜索结果更加符合人脸认知模式,可应用于正面、中性表情、平视角度拍摄的人脸图像的相似脸搜索。此外,还可以将此类基于认知模式的图像搜索思路推广应用于商业领域,如基于图像的相似网购商品搜索等。     

基于数字图像处理技术的人脸检测算法研究

为了提高人脸检测的准确性及检测速度,需要对基于数字图像处理技术的人脸检测算法进行研究;使用当前方法进行人脸检测时,需要提取脸部特征数目较多、检测速度过慢,降低人脸检测效率;为此,提出一种基于数字图像处理技术的人脸检测算法;该方法首先获取人脸数字图像,通过拉开数字图像的灰度间距,使数字图像灰度均匀分布,进而提高数字图像对比度,使图像更加清晰,再通过Wiener维纳滤算法对处理后的数字图像进行图像平滑去噪,在此基础上使用Robert边缘检测算子方法对数字图像人脸边缘每个像素点检测,得到数字图像中人脸边缘的基本图像,将其输入到计算机数字图像处理系统中进行识别检测;实验仿真证明,所提算法在检测速度及准确性等方面具有明显的优势。     

基于轴对称窗口文字图像检测快速算法研究

研究了图像定位的问题,由于存在污渍干扰等影响图像定位,针对以往单一特征进行图像文字定位及识别的系统中容易受到各种环境因素干扰的缺陷,提出了一种利用轴对称窗口进行边缘检测的图像文字检测算法。首先将利用轴对称滑动窗口提取水平和竖直方向上的边缘特征,利用连通域确定初始的图像文字位置;通过对可能的图像文字区域进行颜色色调验证,区域内垂直方向直方图投影,从而确定最终的图像文字位置。由于利用多种特征综合检测图像文字进行仿真。仿真结果表明改进方法能准确检测出复杂场景下图像文字所在区域。     

结合形变模型与图像修复的人脸姿态矫正

目的 人脸姿态偏转是影响人脸识别准确率的一个重要因素,本文利用3维人脸重建中常用的3维形变模型以及深度卷积神经网络,提出一种用于多姿态人脸识别的人脸姿态矫正算法,在一定程度上提高了大姿态下人脸识别的准确率。方法 对传统的3维形变模型拟合方法进行改进,利用人脸形状参数和表情参数对3维形变模型进行建模,针对面部不同区域的关键点赋予不同的权值,加权拟合3维形变模型,使得具有不同姿态和面部表情的人脸图像拟合效果更好。然后,对3维人脸模型进行姿态矫正并利用深度学习对人脸图像进行修复,修复不规则的人脸空洞区域,并使用最新的局部卷积技术同时在新的数据集上重新训练卷积神经网络,使得网络参数达到最优。结果 在LFW（labeled faces in the wild）人脸数据库和StirlingESRC（Economic Social Research Council）3维人脸数据库上,将本文算法与其他方法进行比较,实验结果表明,本文算法的人脸识别精度有一定程度的提高。在LFW数据库上,通过对具有任意姿态的人脸图像进行姿态矫正和修复后,本文方法达到了96.57%的人脸识别精确度。在StirlingESRC数据库上,本文方法在人脸姿态为±22°的情况下,人脸识别准确率分别提高5.195%和2.265%;在人脸姿态为±45°情况下,人脸识别准确率分别提高5.875%和11.095%;平均人脸识别率分别提高5.53%和7.13%。对比实验结果表明,本文提出的人脸姿态矫正算法有效提高了人脸识别的准确率。结论 本文提出的人脸姿态矫正算法,综合了3维形变模型和深度学习模型的优点,在各个人脸姿态角度下,均能使人脸识别准确率在一定程度上有所提高。     

基于非局部二值模式算子的人眼定位

在人脸识别中,人脸特征定位尤其是人眼的定位是一个很重要以及很有挑战性的任务。在我们提出的非局部二值模式NLBP(Non-Local Binary Pattern)算子以及基于这个算子的人脸特征定位方法的基础上,我们进一步设计了新的能够对人眼进行精确定位的方法。提出定位方法在标准的人脸数据集上取得了很好的效果,在困难人脸图像上同样显示了很好的鲁棒性。     

A Brain-Inspired Method of Facial Expression Generation Using Chaotic Feature Extracting Bidirectional Associative Memory

Human cognitive system adapts many different environments by exhibiting a broad range of behaviors according to the context. These behaviors vary from general abstractions referred as prototypes to specific perceptual patterns referred as exemplars. A chaotic feature extracting associative memory is proposed to mimic human brain in generating prototype and exemplar facial expressions. This model automatically extracts features of each category of images related to a specific subject and expression. In the training phase, the features are extracted as fixed points. In recall phase, the output attractor of the network ranges from fixed point which results in a prototype facial image, to chaotic attractors which lead to generating exemplar faces. The generative model is applied to enrich a facial image dataset in terms of variability by generating various virtual patterns, in case that only one image per subject is provided. A face recognition task is implemented to compare the enriched and original dataset in training classifiers. Our results show that recognition accuracy increases from 32 to 100% when exemplars generated by the proposed model are used to enrich the training dataset.     

基于条件对抗自动编码器的跨年龄人脸合成

跨年龄人脸合成是指通过已知特定年龄的人脸图像合成其他年龄段的人脸图像,在动漫娱乐、公共安全、刑事侦查等领域有广泛的应用。针对跨年龄人脸合成图像容易产生器官变形扭曲、人脸局部特征保持效果不佳等问题,提出一种基于条件对抗自动编码器的合成方法。通过在解码器结构中引入通道关注和空间关注模块,分别从通道域和空间域提取重要信息,使模型在训练过程中忽略背景等无关信息,聚焦人脸图像变化的区域,有效解决合成图像器官扭曲变形等问题。此外,设计一种多尺度特征损失网络,从多个尺度更深层次地约束人脸图像的局部结构特征,从而保持人脸合成过程中局部特征结构的稳定性。在UTKFace跨年龄人脸数据集上的实验结果表明,与CAAE方法相比,该方法有效避免了人脸器官变形扭曲问题,能够更好地保持人脸局部结构特征,具有较佳的人脸合成效果和细节保持能力。     

Statistical learning based facial animation

To synthesize real-time and realistic facial animation, we present an effective algorithm which combines image- and geometry-based methods for facial animation simulation. Considering the numerous motion units in the expression coding system, we present a novel simplified motion unit based on the basic facial expression, and construct the corresponding basic action for a head model. As image features are difficult to obtain using the performance driven method, we develop an automatic image feature recognition method based on statistical learning, and an expression image semi-automatic labeling method with rotation invariant face detection, which can improve the accuracy and efficiency of expression feature identification and training. After facial animation redirection, each basic action weight needs to be computed and mapped automatically. We apply the blend shape method to construct and train the corresponding expression database according to each basic action, and adopt the least squares method to compute the corresponding control parameters for facial animation. Moreover, there is a pre-integration of diffuse light distribution and specular light distribution based on the physical method, to improve the plausibility and efficiency of facial rendering. Our work provides a simplification of the facial motion unit, an optimization of the statistical training process and recognition process for facial animation, solves the expression parameters, and simulates the subsurface scattering effect in real time. Experimental results indicate that our method is effective and efficient, and suitable for computer animation and interactive applications.     

视网膜血管图像特征点自动提取和分类

由动静脉血管组成的眼底视网膜血管结构的特征点是预测心血管疾病、图像分析和生物学应用的重要特征。把角点检测引入到视网膜血管分叉点和交叉点提取中,利用边缘检测算子得到二值边缘图像,采用基于累加点到弦的距离（CPDA）的角点检测方法得到候选特征点,再根据视网膜血管图像的拓扑结构设计自适应矩形探测器对候选特征点进行删减和分类。实验结果表明,基于CPDA的角点检测和自适应矩形探测器的方法有效地实现了节点的提取和分类。     

基于生成对抗网络的遮挡表情识别

针对实际应用中局部遮挡会影响人脸表情识别,提出一种基于生成对抗网络（GAN）的表情识别算法。先对遮挡人脸图像填补修复,再进行表情识别。其中GAN的生成器由卷积自动编码机构成,与鉴别器的对抗学习使得生成的人脸图像更加逼真;由卷积神经网络构成的鉴别器具有良好的特征提取能力,添加多分类层构成了表情分类器,避免了重新计算图像特征。为了解决训练样本不足的问题,将CelebA人脸数据集用于训练人脸填补修复,同时表情分类器的特征提取部分得到了预训练。在CK+数据集上的实验证明,填补后的人脸图像真实连贯,并取得了较高的表情识别率,尤其提高了人脸大面积遮挡的识别率。     

一种新的多人脸检测方法研究

自动人脸检测是人脸识别系统的一个重要部分,本文提出了一种新的基于独立成分分析（ICA）和多项式神经网络（PNN）相结合的人脸检测方法,该方法首先在训练样本中使用ICA分离出代表人脸和非人脸特征子空间的独立影像基,把训练图像映射到该子空间降维后作为PNN网络的输入训练网络;对测试图像采用移动多尺度窗口提取图像模式,采用ICA降维后输入PNN网络,进而分类检测出人脸和非人脸。算法通过CMU-MIT的复杂背景人脸库中的多人脸图像进行实验,得到很高的检测率和较低的误检率.     

图像搜索结果的滑动窗口多标记传播聚类

针对图像聚类中数据量大、部分重叠等问题,提出一种基于滑动窗口的多标记传播聚类算法。首先根据图像距离计算图像间的相似度,设定阈值将相似度转变为链接,构造出一个无向图;然后应用基于滑动窗口的多标记传播算法对无向图进行社区划分。滑动窗口可以存放多个标记,从而一个图像可以归属于多个类别。对公开网络数据和搜索引擎返回的真实图像数据进行实验,结果表明,该方法能有效发现具有重叠划分的簇,且簇的意义比较明确。