基于改进随机森林分类器在RGBD面部表情上的应用研究

面部表情识别是机器感知人类情绪变化的重要途径.利用面部RGB图像可以进行表情识别,但是容易受到光照变化影响,而且较难刻画细微表情变化.对采用RGBD面部图像识别6种基本面部表情(高兴、悲伤、愤怒、沮丧、恐惧以及惊讶)进行研究.首先利用深度图像鲁棒地检测面部;然后在面部灰度图像中检测并跟踪二维面部标记点,并添加对应的深度信息构造深度面部几何特征,从而有效识别细微表情变化;最后利用基于特征选择的随机森林分类器对不同面部表情进行识别.基准数据库上的对比实验结果表明本文算法的表情识别准确率高于主流基于手动提取特征的面部表情识别方法,接近基于卷积神经网络的识别算法性能.     

面向水下多源数据特征级融合方法

海洋环境复杂多变,单一水下传感器目标识别精度不能满足系统性能要求,并且水下数据噪声大、维度高,直接进行数据融合并不能得到较好的结果.为此,针对多场景水下多源试验数据,使用去噪自编码和多种降维方法进行多角度特征级融合.首先,使用去噪自编码器去除噪声、降低数据维度并且抽取出深层特征;然后,对深层特征使用数据层叠方法进行多源数据融合.融合方法包括主成分分析、独立分量分析和等度量映射.不同场景下对比试验表明该方法取得较好的分类结果,其中主成分分析取得较高目标识别率.     

基于混合自编码器的脑力负荷识别

为了消除多通道近红外光谱信号中存在的冗余信息并提取抽象特征，构建了基于混合自编码器的脑力负荷识别模型。首先，将原始信号送入栈式自编码器中进行通道降维；然后使用卷积自编码器对降维后的信号进行无监督学习从而提取抽象特征，并将特征依次送入支持向量机、K最近邻、随机森林这3种基分类器中进行建模；最后，用软、硬投票的集成策略来提高模型对脑力负荷识别的准确性。实验结果表明，混合自编码器具有良好的通道降维和提取抽象特征的能力，该模型在脑力负荷三分类任务中的准确率可以达到95.12%，相对于同类研究准确率有明显提升。     

随机森林与自编码器相结合的自适应特征选择算法

特征选择在信用评估中是一种常用的数据降维技术。然而,传统的特征选择方法主要基于特征之间的线性相关性,无法有效处理非线性数据关系,导致无法准确估计变量之间的相关性程度。为了克服这个问题,该文提出了一种改进的特征选择算法,结合了随机森林和自编码器的优点。首先,利用随机森林去除与目标变量不相关的特征。然后,计算剩余特征的综合重要度,并使用这些保留的特征来训练自编码器神经网络。最后,使用自编码器的学习参数初始化一个三层神经网络,用于重构特征。在公开的信用评估数据集上进行了实验,结果表明,所提出的算法相对于其他方法表现更出色。     

基于空时注意力网络的面部表情识别

基于视频序列的面部表情识别问题主要有两个特点:空时性和显著性。近年来,许多研究人员利用卷积神经网络、循环神经网络、三维卷积神经网络等深度学习方法处理该问题的空时特性。但是,面部表情的显著性问题却往往被忽视。随着注意力机制在深度学习网络中的应用发展,其能够有效地解决各类任务中的显著性问题。该文将空时注意力机制应用到面部表情识别中,使得深度网络更多地关注空时特征中的显著性。具体地,该文将空间注意力模块嵌入到卷积网络中,以使空域特征更加关注对表情识别重要的区域,将时间注意力模块嵌入到门控循环单元(gated recurrent units,GRU)后,使得时域特征更加关注信息丰富的视频帧。在RECOLA情感数据库上的实验表明,与一般的深度模型相比,该文的深度空时注意力网络显著提高了面部表情识别的性能。     

基于光流约束自编码器的动作识别

为了改进特征学习在提取目标运动方向及运动幅度等方面的能力,提高动作识别精度,提出一种基于光流约束自编码器的动作特征学习算法.该算法是一种基于单层正则化自编码器的无监督特征学习算法,使用神经网络重构视频像素并将对应的运动光流作为正则化项.该神经网络在学习动作外观信息的同时能够编码物体的运动信息,生成联合编码动作特征.在多个标准动作数据集上的实验结果表明,光流约束自编码器能有效提取目标的运动部分,增加动作特征的判别能力,在相同的动作识别框架下该算法超越了经典的单层动作特征学习算法.     

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.     

基于降维的堆积降噪自动编码机的表情识别方法

堆积降噪自动编码机是一种典型的深度学习模型,它能够刻画数据丰富的内在信息,具有较强的特征学习能力。基于主成分分析（principal component analysis,PCA）技术和堆积降噪自动编码机（stacked denoising autoen-coders,SDAE）模型,提出一种新的表情识别算法PCA＋SDAE。该算法对人脸图片进行裁剪及归一化等预处理,采用主成分分析技术对人脸特征进行线性降维,再利用堆积降噪自动编码机逐层进行特征学习并同时实现对人脸表情数据的非线性降维,可以得到更好的、维度更低的表情特征,并据此进行表情分类。对PCA＋SDAE算法的仿真测试实验结果表明,其综合性能比其他的基于深度学习模型的表情识别方法更好,同时与传统的非深度学习表情识别方法相比,它具有更高的表情识别正确率。     

基于模糊核判别分析的静态面部表情情绪识别方法

当前面部表情情绪识别方法由于表情类别划分能力差,导致面部表情情绪识别结果精度不佳,为此,该文提出基于模糊核判别分析的静态面部表情情绪识别方法。根据模糊核图像处理原理,线性方程对静态面部表情原始图像进行复原,获取原始人脸图像采集。利用奇异值分解技术提取静态面部表情情绪特征。采用模糊核判别分析方法对面部表情情绪类别进行划分,实现静态面部表情情绪识别。通过五官结构关键信息提取、表情信息匹配精度以及静态面部表情情绪识别精度三部分指标,验证此方法的应用效果。实验结果表明：研究方法的表情信息匹配精度可达97.0%,使用其可有效提升静态面部表情情绪识别效果。     

基于表情及姿态融合的情绪识别

情绪识别指在使计算机拥有能够感知和分析人类情绪和意图的能力,从而在娱乐、教育、医疗和公共安全等领域发挥作用.与直观的面部表情相比,身体姿态在情绪识别方面的作用总是被低估.针对公共空间个体人脸分辨率较低、表情识别精度不高的问题,提出了融合面部表情和身体姿态的情绪识别方法.首先,对视频数据进行预处理获得表情通道和姿态通道的输入序列;然后,使用深度学习的方法分别提取表情和姿态的情绪特征;最后,在决策层进行融合和分类.构建了基于视频的公共空间个体情绪数据集(SCU-FABE),在此基础上,结合姿态情绪识别数据增强,实现了公共空间个体情绪的有效识别.实验结果表明,表情和姿态情绪识别取得了94.698%和88.024%的平均识别率;融合情绪识别平均识别率为95.766%,有效融合了面部表情和身体姿态表达的情绪信息,在真实场景视频数据中具有良好的泛化能力和适用性.     

基于粗糙集理论的表情识别研究

包括情感计算和情感识别在内,以人为中心,对人的情感和认知的研究是目前人工智能领域的一个热点研究方向.以粗糙集理论为基础,研究了粗糙集属性约简算法,并把粗糙集属性约简算法作为一种人脸表情识别系统的特征选择方法,对人脸表情识别的重要特征进行研究,并提出了一种RS+SVM的人脸表情识别方法.仿真实验结果表明,粗糙集属性约简算法能发现人脸表情的重要特征,并基于这些特征可以得到很好的表情识别结果.     

基于粗糙集理论的表情识别研究

包括情感计算和情感识别在内,以人为中心,对人的情感和认知的研究是目前人工智能领域的一个热点研究方向。以粗糙集理论为基础,研究了粗糙集属性约简算法,并把粗糙集属性约简算法作为一种人脸表情识别系统的特征选择方法,对人脸表情识别的重要特征进行研究,并提出了一种RS+SVM的人脸表情识别方法。仿真实验结果表明,粗糙集属性约简算法能发现人脸表情的重要特征,并基于这些特征可以得到很好的表情识别结果。     

基于融合特征提取与 LLE 方法的表情识别

为保证所提取特征表征作用的全面性, 提出一种基于几何特征和局部纹理特征相结合的特征提取方法。 将基于主动表观模型(AAM: Active Appearance Model)特征点标记提取的几何特征和基于局部二值模式(LBP: Local Binary Pattern)提取的眼部和嘴部纹理特征进行融合, 融合后的特征经局部线性嵌入(LLE: Locally Linear Embedding)方法进行特征降维, 并使用多分类的支持向量机(SVM: Support Vector Machine)进行分类识别。 该方法分别选取 JAFFE 数据集 7 类表情和小样本数据集 Yale 的 4 类表情进行实验, 识别准确率分别达到了 98. 57%和 91. 67%, 从而证明了该方法的有效性。     

多标记数据的特征及标记降维方法综述

多标记学习降维方法在实际应用问题中用以处理特征,标记或二者维度较高的数据集,已成为研究热点;针对目前多标记学习降维方法数量众多,种类繁杂而导致缺乏科学分类的问题,从多标记数据降维空间选择的角度,提出将多标记学习降维方法按照特征空间降维,标记空间降维和二者均降维的形式归纳为三类,其中特征空间降维又分为特征降维和特征选择两类问题,分别从独立于和依赖于彼此空间的角度对已有的40余篇文献中的典型多标记学习降维算法的研究现状进行了综述;最后,总结了多标记学习降维方法的研究现状和启示,并提出了未来进一步的研究方向。     

基于非负矩阵分解的面部表情识别研究

提出了一种基于非负矩阵分解与支持向量机相结合的面部表情识别方法。使用直方图均衡化等方法对人脸图像进行预处理,使用非负矩阵分解算法进行表情特征提取,采用支持向量机对面部表情进行分类。以Matlab为仿真工具,在日本女性人脸表情数据库上测试。取得了66.19％的识别率。     

基于关键子区域及特征提取的表情识别

针对传统表情识别系统不能充分提取关键子区域及有效特征的缺陷,设计了基于关键子区域及特征提取的表情识别系统。首先使用面部关键点检测技术及面部编码系统筛选出关键子区域;然后对其进行特征提取。提出一种改进的局部梯度编码算子(LGC)、局部均值梯度编码算子(LMGC-HD);改进的算子具有更低的维度,能够充分地描述局部形变;且受随机噪声及边缘变化影响小。最后使用支持向量机(SVM)进行分类识别。采用CK+数据集进行实验,结果证明该系统能够有效地提高人脸表情的识别率。     

一种基于两步降维和并行特征融合的表情识别方法

在采用特征融合方法进行人脸表情识别时,通常会产生高维特征问题.针对这一问题,提出一种基于两步降维和并行特征融合的表情识别新方法.利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)分别对待融合的两类特征在实数域进行第一次降维,将降维后的特征进行并行特征融合;为了解决在并行融合过程中产生的高维复特征问题,提出一种基于酉空间的混合判别分析方法(unitary-space hybrid discriminant analysis,unitary-space HDA)作为酉空间的特征降维方法.该方法是实数域混合判别分析法在酉空间内的扩展,并兼顾了复特征数据的类间判别信息及全局描述信息.对局部二值模式(local binary pattern,LBP)和Gabor小波特征进行融合,并在JAFFE和CK+表情数据集上开展对比实验.实验结果表明,该方法具有较好的高维复特征数据降维能力,并且有效提高了表情识别率.     

一种基于局部特征融合的表情识别方法

表情识别是人工智能和模式识别的研究热点,而特征融合方法则是表情识别中重要的技术方法之一.基于嘴部的Gabor小波特征和几何特征对表情识别有重要作用,提出一种仅用嘴部不同特征进行特征融合的表情识别方法.该方法将嘴部的Gabor小波特征和几何特征进行特征融合后再使用最近邻分类器分类.根据不同样本库、不同识别方法的对比实验结...