基于Gabor特征和混合高斯模型的人脸表情分析

首先对人脸表情的特点进行分析,提出了利用Gabor小波特征、主分量分析（PCA）结合混合高斯模型的人脸表情分析方法,并在人脸表情数据库JAFFE进行了实验。通过对不同表情的分布规律进行实验分析,实现了对表情的定性/定量分析。实验结果表明,提出的人脸表情分析方法能够对人脸表情进行恰当的表达和描述。     

基于表情相似性的人脸表情流形

在图嵌入(graph embedding)的框架下提出一种根据表情相似度构建邻接权重图的方法来学习人脸表情子空间.数据集中人脸图像的表情以半监督-学习的方式来估计,人脸图像之间的表情相似性由表情模糊隶属度矢量之间的内积来度量,与个体、光照、姿态等人脸差异无关.在得到的子空间内,相似表情的人脸图像位于流形上的邻近位置,表情数据在子空间内按语义的分布很好地揭示了表情模糊、演变的特性.在Cohn-Kanade人脸表情数据库和实验室自行采集的人脸表情数据集上的实验结果说明了该方法的有效性.因此,该方法可以很好地应用于各种基于人脸表情识别的人机交互中.     

基于子空间稀疏系数的表情识别方法

提出了一种运用SRC（Sparse Representation based Classification）在个体子空间里,进行表情识别的新方法。用Gabor滤波器,提取表情图像的特征。进行稀疏分解,得到稀疏表示系数。根据稀疏系数确定待测图像所在的子空间,在子空间里,完成表情识别。这种方法较好地避免了不同个体对表情识别的干扰,从而提高了表情识别的正确率。在Cohn-Kanade和JAFFE人脸库上的表情识别实验表明,该方法对表情识别非常有效。     

基于稀疏表示的低分辨率人脸疲劳表情识别

为了有效提高低分辨率图像的人脸疲劳表情识别性能,提出一种基于稀疏表示的低分辨率人脸疲劳表情的识别方法。首先,采用肯德尔和谐系数可信度分析法构建了低分辨率人脸疲劳表情图像库TIREDFACE。其次,通过图像库中的低分辨率样本疲劳表情图像进行稀疏表示,再利用压缩感知理论寻求低分辨率测试样本的最稀疏解,采用求得的最稀疏解实现低分辨率人脸疲劳表情的分类。在低分辨率人脸视觉特征的疲劳表情图像库TIREDFACE的实验测试结果表明,将该方法用于低分辨人脸疲劳表情识别,性能优于线性法、最近邻法、支持向量机以及最近邻子空间法。可见,该方法用于低分辨率人脸疲劳表情识别时识别效果较好,精确度较高。     

基于混合特征和分层最近邻法的人脸表情识别

采用主动形状模型提取人脸嘴巴几何特征,利用Gabor小波提取眼睛和眉毛频域特征.根据人脸表情特征基于分类树思想将表情进行三层分类.第1层以嘴宽高比、嘴高、嘴宽高差作为最近邻的输入进行训练实现粗分类;第2层以嘴宽、嘴宽高差作为最近邻的输入进行训练实现分类;第3层以眼睛和眉毛区域15个关键点的Gabor小波特征作为最近邻的...     

基于LGBP特征和稀疏表示的人脸表情识别

人脸表情识别是一项充满挑战的工作,提出一种基于局部Gabor二值模式(LGBP)特征和稀疏表示的表情识别方法.对表情图像进行归一化处理,标定眉毛、眼睛、嘴巴等部位的特征点,划分出5个表情子区域.对各个子区域进行多尺度多方向的Gabor滤波,对Gabor系数图谱进行局部二值模式(LBP)编码,通过直方图方法降维,形成显著的特征向量.根据特征向量构建符合视觉特征的过完备字典,运用稀疏表示分类方法进行表情识别.通过在JAFFE表情库上进行实验,表情识别率达到87.5％,表明了该方法的有效性.     

稀疏判决分析在表情识别中的应用

提出了一种基于稀疏判决分析的人脸表情识别方法,称之为SDA。SDA引入稀疏表述并结合半监督判决分析SSDA,通过稀疏重构处理,获得图像的局部结构信息,且由于稀疏表述本身具有的判决性,SDA只需很少样本就能获得较好的效果。基于JAFFE和CED-WYU两个表情数据库的识别结果表明,基于SDA的特征提取方法能有效地提高识别率。     

基于压缩感知的鲁棒性人脸表情识别

为了有效提高噪声背景下的人脸表情识别性能,提出一种基于压缩感知的鲁棒性人脸表情识别方法.先通过对腐蚀的测试样本表情图像进行稀疏表示,再利用压缩感知理论寻求其最稀疏的解,然后采用求得的最稀疏解信息实现人脸表情的分类.在标准的Cohn-Kanade表情数据库的实验测试结果表明,该方法取得的人脸表情识别性能优于最近邻法、支持向量机以及最近邻子空间法.可见,该方法用于人脸表情识别,识别效果较好,鲁棒性较高.     

基于Gabor小波和稀疏表示的人脸表情识别

通过分析Gabor小波和稀疏表示的生物学背景和数学特性,提出一种基于Gabor小波和稀疏表示的人脸表情识别方法。采用Gabor小波变换对表情图像进行特征提取,建立训练样本Gabor特征的超完备字典,通过稀疏表示模型优化人脸表情图像的特征向量,利用融合识别方法进行多分类器融合识别分类。实验结果表明,该方法能够有效提取表情图像的特征信息,提高表情识别率。     

基于混合注意力机制的表情识别研究

针对目前传统人脸表情识别算法存在特征提取复杂、表情识别率低等问题,提出一种基于混合注意力机制的Res Net人脸表情识别方法。该方法把通道注意力模块和空间注意力模块组成混合注意力模块,将混合注意力模块嵌入Res Net残差学习分支中。针对CK+人脸表情数据集过小问题,采用数据增强策略扩充数据集。实验结果表明,改进后的Res Net在CK+数据集上表情识别准确率为97. 04%,有效提高了表情识别准确率。     

基于稀疏表示的频域OCT图像降噪技术研究

在压缩感知理论的基础上提出了一种非规则采样层析数据的重建方法, 主要研究了频域光学相关层析(SDOCT)数据的降噪问题。采用传统的B-scans扫描模式得到一系列具有高SNR的图像, 对每一幅高SNR图像训练得到一个稀疏表示字典, 然后由所得到的稀疏表示字典对低SNR的B-scans图像进行降噪, 称这种方法为多层稀疏层析降噪算法(MSBTD)。其基本原理是在通常的SDOCT数据中, 相邻的B-scans数据具有相同的结构和噪声类型。其优点在于其不需要在大多数方位向获取超过一个B-scans数据, 因此会明显降低扫描时间。尽管稀疏表示方法在图像处理领域得到了广泛的应用, 但是MSBTD算法的最大创新点在于其结合了一种常用的扫描算法, 使其适用于医学上的SDOCT处理。仿真表明MSBTD算法能够取得优于传统降噪方法的结果。     

Authentic facial expression analysis

There is a growing trend toward emotional intelligence in human–computer interaction paradigms. In order to react appropriately to a human, the computer would need to have some perception of the emotional state of the human. We assert that the most informative channel for machine perception of emotions is through facial expressions in video. One current difficulty in evaluating automatic emotion detection is that there are currently no international databases which are based on authentic emotions. The current facial expression databases contain facial expressions which are not naturally linked to the emotional state of the test subject. Our contributions in this work are twofold: first, we create the first authentic facial expression database where the test subjects are showing the natural facial expressions based upon their emotional state. Second, we evaluate the several promising machine learning algorithms for emotion detection which include techniques such as Bayesian networks, SVMs, and decision trees.     

An analysis of facial expression recognition under partial facial image occlusion

In this paper, an analysis of the effect of partial occlusion on facial expression recognition is investigated. The classification from partially occluded images in one of the six basic facial expressions is performed using a method based on Gabor wavelets texture information extraction, a supervised image decomposition method based on Discriminant Non-negative Matrix Factorization and a shape-based method that exploits the geometrical displacement of certain facial features. We demonstrate how partial occlusion affects the above mentioned methods in the classification of the six basic facial expressions, and indicate the way partial occlusion affects human observers when recognizing facial expressions. An attempt to specify which part of the face (left, right, lower or upper region) contains more discriminant information for each facial expression, is also made and conclusions regarding the pairs of facial expressions misclassifications that each type of occlusion introduces, are drawn.     

Manifold based sparse representation for facial understanding in natural images

Sparse representations, motivated by strong evidence of sparsity in the primate visual cortex, are gaining popularity in the computer vision and pattern recognition fields, yet sparse methods have not gained widespread acceptance in the facial understanding communities. A main criticism brought forward by recent publications is that sparse reconstruction models work well with controlled datasets, but exhibit coefficient contamination in natural datasets. To better handle facial understanding problems, specifically the broad category of facial classification problems, an improved sparse paradigm is introduced in this paper. Our paradigm combines manifold learning for dimensionality reduction, based on a newly introduced variant of semi-supervised Locality Preserving Projections, with a ?¹ reconstruction error, and a regional based statistical inference model. We demonstrate state-of-the-art classification accuracy for the facial understanding problems of expression, gender, race, glasses, and facial hair classification. Our method minimizes coefficient contamination and offers a unique advantage over other facial classification methods when dealing with occlusions. Experimental results are presented on multi-class as well as binary facial classification problems using the Labeled Faces in the Wild, Cohn–Kanade, Extended Cohn–Kanade, and GEMEP-FERA datasets demonstrating how and under what conditions sparse representations can further the field of facial understanding.     

人脸样貌独立判别的协作表情识别算法

为了降低样貌、姿态、眼镜以及表情定义不统一等因素对人脸表情识别的影响,提出一种人脸样貌独立判别的协作表情识别算法。首先,采用自动的人脸检测算法定位、对齐视频每帧的人脸区域,并从人脸视频序列中选择峰值表情的人脸;然后,采用峰值人脸与某个表情类内的所有人脸产生表情类内差异人脸信息,并通过计算峰值表情人脸与表情类内差异人脸的差异信息获得协作的表情表示;最终,采用基于稀疏的分类器与表情表示决定每个人脸表情的标签。采用欧美与亚洲人脸的数据库进行仿真实验,结果表明本算法获得了较好的表情识别准确率,对不同样貌、佩戴眼镜的人脸样本也具有较好的识别效果。     

基于粗隶属函数的粗糙集模型的推广

通过粗隶属函数,将粗糙集理论与模糊集理论联系起来,建立一种粗糙集理论与模糊集理论间的关系。把粗隶属函数视为论域上的一个特殊模糊集,用它的!-截集和强"-截集的概念,将经典粗糙集模型进行推广,提出基于等价关系的隶属度粗糙集模型,验证一些有用的性质,并证明该模型比Pawlak粗糙集模型具有更好的精度。最后将基于等价关系的隶属度粗糙集模型拓展到基于一般二元关系的广义隶属度粗糙集模型,并给出其相应的性质。     

融合LBP和局部稀疏表示的人脸表情识别

为更好获取人脸局部表情特征,提出了一种融合局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）和局部稀疏表示的人脸表情特征与识别方法。为深入分析表情对人脸子区域的影响,根据五官特征对人脸进行非均匀分区,并提取局部LBP特征;为精细刻画人脸局部纹理,整合人脸局部特征,设计了人脸局部稀疏重构表示方法,并根据表情对各局部子区域的影响因子,加权融合局部重构残差进行人脸表情识别。在JAFFE2表情人脸库上的对比实验,验证了该方法的可行性和鲁棒性。