基于线性降维技术和BP神经网络的热红外人脸图像识别

结合线性降维技术与BP神经网络对热红外人脸图像进行了识别研究.首先利用主成分分析和线性判别分析对热红外人脸图像进行图像降维及特征提取,然后将提取出的热红外人脸图像特征向量用于BP神经网络的训练,得到一个鲁棒性和容错性较强的分类器,用这个分类器对热红外人脸图像进行分类识别.实验结果表明,由于所提方法在提取便于分类的模式特征基础上,采用神经网络作为分类器代替特征向量间的欧氏距离判别,获得了较高的热红外人脸图像识别率.     

基于小波变换和非负矩阵分解的人脸识别改进方法

针对NMF在识别人脸图像特征时分解速度慢,基空间不适应欧氏距离度量的缺点,提出了一种基于小波变换和非负矩阵基矩阵正交化的人脸识别方法.利用小波变换对人脸图像进行变换,选择LL分量既能抽取到人脸的实质特征又能有效减小数据维数,降低NMF分解的复杂性.同时对NMF的基矩阵实施正交化变换,在得到的正交基上进行投影.实验结果表明,该方法对光照变化、表情变化和部分遮罩不敏感,识别性能明显提高.     

基于矩—小波描述子的人脸图像识别

介绍了在Radon变换下的图像矩特征的抽取方法,并得到图像的矩特征矩阵;进而对矩特征矩阵按行向量进行小波变换组成矩——小波描述子特征矩阵,采用矩阵的加权欧氏距离作为人脸图像的匹配识别的算法,产生较好的结果。     

一种顾及障碍物的欧氏距离变换方法

提出了一种顾及障碍物的欧氏距离变换方法.该方法基于栅格扫描方式进行距离变换,逐行逐列传播距离值,并在距离传播过程中进行可见性检测,从而使距离传递路径避开障碍物,得到一种反映实际通行距离的欧氏距离图像.该算法思路简单直接,不涉及任何复杂数据结构,具有线性时问复杂度.实验表明,该算法计算出的距离图像准确性高,优于ArcGIS基于距离累计的算法,适合于点、线、面3种形态的源和障碍物的欧氏距离变换.     

嵌入式人脸识别系统的开发

人脸识别过程中需要处理大量图像特征数据和进行复杂的计算,很难直接在处理能力较弱的嵌入式平台上实现。在Tiny6410嵌入式平台采用OpenCV人脸类Haar特征进行人脸区域检测,PCA降维算法快速提取人脸特征,欧氏距离进行人脸识别,减少了人脸识别过程中的数据量和计算,在嵌入式平台上开发了一套人脸识别系统。识别结果显示:该系统运行稳定,识别率高。     

基于强度PCNN的静态图像人脸识别

为了减少人脸图像中姿势、表情和光照等因素对人脸识别的影响,引用了一种基于脉冲发放强度的脉冲耦合神经网络(PCNN,pulse coupled neural network)的人脸特征提取方法。不同人脸图像具有不同的灰度特征,将人脸图像输入PCNN模型后可以得到各个图像特定的脉冲发放强度矩阵。实验利用脉冲强度矩阵作为人脸特征,并结合距离分类器——余弦距离进行人脸识别。仿真实验表明,基于强度PCNN模型提取的特征能刻画出人脸的细节,对于不同姿势、表情及面部明显遮挡物的人脸图像,具有较好的识别结果。该方法对于复杂人脸图像特征的提取,具有较强的鲁棒性。     

基于图像SIFT特征的图像检索方法

基于SIFT特征提取,本文提出了一种多尺度的图像检索算法,将一幅图像转化为多个特征的集合,再通过计算两幅图像特征向量间的欧氏距离进行比较得出结果进而实现图像检索功能。实验结果说明该算法具有尺度、平移、旋转不变性,可以进行良好应用。     

采用Gabor变换和双方向LDA进行人脸识别

将Gabor变换和双方向LDA(BDLDA)算法相结合,提出了一种可以解决小样本问题的人脸识别新算法.该算法把人脸图像经过 Gabor 小波变换后得到的每个输出图像都看成是独立的样本,使得每类人脸样本的样本数成倍增加.然后采用BDLDA算法来提取人脸特征,并专门设计了针对人脸特征矩阵的最近邻分类器和最小距离分类器来进行分类判决.在 ORL 人脸库和 FERET人脸库中的实验结果表明,当每类的训练样本数较少时,该算法能大幅度提高人脸识别率,甚至当每类训练样本数仅为1时,也能得到较高的性能.     

基于ISM的正则化最近点法在视频人脸识别中的应用

针对视频人脸识别中传统的图像集算法受光照、表情、姿态及遮掩等变化而影响识别性能的问题,提出了一种基于图像集匹配的正则化最近点算法。首先,将图库图像集和探针图像集建模成正则化仿射包,并利用迭代器自动确定两个图像集间的正则化最近点;然后,利用最近子空间分类器最小化正则化最近点;最后,根据正则化最近点之间的欧氏距离及结构计算RNP集之间的距离,并利用最近邻分类器完成人脸的识别。在Honda/UCSD、CMU Mobo和YouTube三大视频人脸数据库上的实验验证了本文算法的有效性及可靠性,实验结果表明,相比其它几种较为先进的图像集人脸识别算法,本文算法取得了更好的识别效果,同时,大大减少了训练及测试总完成时间。     

基于学习的人脸图像超分辨率重构算法

提出了一种新的基于学习的人脸图像超分辨率重构算法,利用高分辨率图像和低分辨率图像的拓扑结构相似性,将现有的低分辨率人脸图像在低分辨率人脸图像字典中展开,在保持系数不变的同时将字典换为高分辨率人脸图像字典,最终得到待重构的高分辨率人脸图像.在系数估计时,使用主成分分析的方法,同时加入了最小全变分作为约束,算法充分利用了不同人脸图像之间的相似性和人脸图像本身的内部相关性.实验结果表明,结果既保持了对原有图像的忠实性,又比较适合人眼观察.     

用于人脸识别的正面人脸图像眼镜摘除

眼镜是人脸图像中最常见的遮挡物,它对识别率的影响很大。为了提高戴眼镜人脸图像的识别率,提出了一个从正面人脸图像中提取并摘除眼镜的方法。通过一个自适应二值化的方法,检测了正面人脸图像中眼镜遮挡的部分。经过迭代的误差补偿方法,合成了对应输入图像的不戴眼镜的正面人脸图像。实验结果表明:该方法能有效地合成无眼镜的正面人脸图像。原始戴眼镜人脸图像的识别率是50.1%,合成的无眼镜正面人脸图像的识别率是99.4%。     

一种用于彩色图像人脸检测的新算法

为了能够实现单幅彩色图像中的人脸检测,提出了一种用于彩色图像人脸检测的新算法。它首先根据肤色的鲁帮性进行建模,接着在图像中运用最小椭圆平方匹配算法定位出脸部候选区域,经过方向校正后,结合脸部的主要特征,对这些候选人脸区域进一步的判断,最终找出具有人脸特征的图像区域。实验结果显示该算法可以适用于不同光照条件下的人脸检测,即使在脸部特征没有被很好的检测出的情形下也可以较好的完成人脸检测。     

基于曲率和积分投影的人脸特征检测

针对以往基于图像的人脸特征检测对光照敏感的缺陷,提出了一种基于3D数据的人脸特征检测算法.首先对人脸3D数据计算其主曲率,设定阈值进行人脸特征的初步分割得到二值化的分割图,然后在二值化图上进行水平和垂直积分投影进一步确定人脸特征的位置,最后利用人脸特征的先验拓扑知识对检测到的人脸特征进行验证.实验结果表明,该算法能够有效地提取人脸特征点,具有一定的鲁棒性.     

表情比例图的鲁棒性增强算法

针对表情比例图（ERI）方法的光照条件及对准误差的鲁棒性较差的问题，提出了一种新的比例图滤波方法，该方法利用形态学膨胀算子提取对准误差所致的噪声区域及其过渡带，然后利用线性插值恢复出平滑的比例图，同时还提出了基于商图理论的光照校准方法，并应用于照明条件不一致下的表情绘制，即通过求解空间3个独立点光源的组合系数，实现了样本图从任意光照向期望光照的校准．实验结果表明，所提方法能够探测并消除对准误差带来的比例图噪声，能够实现不同照明条件下的样本图像光照校准，从而提高了ERI算法应用于表情合成时的鲁棒性．     

人脸图像年龄估计

为了解决人脸识别中识别率随年龄变化急剧下降的问题,提出了一种自动的年龄估计方法。通过年龄函数建立人脸特征和年龄之间的对应关系,人脸特征由形状特征和纹理特征组成。首先,通过改进的活动形状模型自动定位人脸形状特征点,再通过形状拉伸获得单纯的纹理图像,然后用主分量分析分别得到形状特征向量和纹理特征向量,合成作为人脸特征,最后,按照最优化的准则得到年龄函数,结合人脸变老方式的分类,自动估计年龄。实验结果表明,这种方法对年龄估计十分有效,平均200人的多年龄人脸数据库上的估计误差为1.1a。     

人脸图像年龄估计

为了解决人脸识别中识别率随年龄变化急剧下降的问题,提出一种自动的年龄估计方法。通过年龄函数建立人脸特征与年龄之间的对应关系,人脸特征由形状特征和纹理特征组成。首先,通过改进的活动形状模型自动定位人脸形状特征点,再通过形状拉伸获得单纯的纹理图像;然后用主分量分析分别得到形状特征向量和纹理特征向量,合成作为人脸特征;最后,按照最优化的准则得到年龄函数,结合人脸变老方式的分类,自动估计年龄。实验结果表明,这种方法对年龄估计十分有效,平均200人的多年龄人脸数据库上的估计误差为1.1 a。     

基于 Swin Transformer 和 Style-based Generator 的盲人脸修复

盲人脸修复任务是从低质量的图像（例如模糊、噪声和压缩图像）中恢复高质量的图像.由于事先不知道低质量图像的退化类型和退化参数,因此盲人脸修复是一个高度病态的问题,在修复过程中严重依赖各种先验指导.然而,由于面部成分和面部标志等面部先验通常是从低质量图像中提取或估计的,可能存在不准确的情况,这直接影响最终的修复性能,因此难以有效利用这些先验知识.此外,目前的主流方法基本都是依赖ConvNets进行特征提取,没有很好地考虑长距离特征,导致最终结果缺乏连续一致性.本文提出了一种改进的StyleGAN模型,命名为SwinStyleGAN,应用在高级视觉任务上表现出色的Swin Transformer来提取长距离特征,并通过改进后的类StyleGAN合成网络逐步生成图像.本文设计了一个空间注意力转换模块SAT来重新分配每个阶段特征的像素权重,以进一步约束生成器.大量实验表明,本文提出的方法具有更好的盲人脸修复性能.     

基于真实感三维头重建的人脸替换

传统的人脸替换技术需要输入的源图像中的人脸与待替换的目标图像中的人脸姿态相似,这限制了人脸替换技术的应用。该文提出一种基于特定三维头模型重建的人脸替换技术。首先,利用替换者的2张正交图像(1张正面图像和1张侧面图像)进行三维头重建。整个三维头重建过程分为人脸图像配准、特征点匹配、标准三维头形变和纹理贴图4个部分。形变部分利用了径向基函数对标准三维头进行形变以获得最终的特定三维头模型。通过建立替换者的真实感三维头模型,渲染出与任意目标图像姿态相一致的人脸图像。为了让渲染后的人脸图像与目标图像进行无缝纹理融合,还进行了色彩传递和基于多分辨率技术的边界融合。用此方法可将故事书中的任意角色替换成用户,以此提供个性化的图书。     

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。     

深度自编码器用于人脸美丽吸引力预测的研究

为了挖掘人脸美丽的内在本质,本文提出了基于深度自编码器的人脸美丽吸引力预测模型:首先利用大量无标签人脸图像数据对深度自编码器进行预训练,然后结合Polak-RibierePolyak共轭梯度反向传播算法对深度自编码器的权值进行微调,从而建立深度自编码器的人脸美丽特征提取模型.最后经过支持向量机(SVM)分类器对人脸图像进行美丽预测.实验结果显示SVM分类器预测的平均识别率为77.3%,表明深度自编码器用于人脸美丽吸引力预测是有效的.