基于多层特征深度融合的卷积神经网络人脸识别方法

针对传统神经网络在人脸图像的训练过程中没有将高低卷积层信息进行融合,为充分利用图像各层特征信息,提出一种基于三层特征融合的全连接卷积神经网络模型,算法将原有网络最后三层特征结合,并将提取的特征信息与最后一层全连接层结合,从而增加了浅层特征的表达,加强了深层特征的提取效果,促使改进后的卷积神经网络提取的信息更加完备;同时将损失函数和中心函数加权联合,以提高人脸图像的识别率和区分性.在CASIA-webface人脸数据库进行的实验结果表明,改进后的网络模型识别率达到98. 7%,优于DCNN等算法,并将训练好的网络模型应用到YALE、PERET、LFW-A等人脸库上,相比其他方法识别率都有所提升.     

基于DCT和BP神经网络集成的人脸识别

人脸识别是模式识别和图像处理领域的研究热点和难点,尽管已提出了许多方法,然而如何在变化的环境下实时、高效地识别人脸仍是一个难题.鉴于离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)有较高的压缩性能和快速算法以及集成神经网络良好的泛化能力,提出了基于DCT和神经网络集成的人脸识别方法.首先用DCT提取人脸特征矢量,然后构建集成BP(back propagation)神经网络对人脸进行分类识别.在ORL(olivertti research laboratory)人脸库上的仿真实验结果表明,提出的方法取得了较快的训练和识别速度、较高的识别率,因此该方法是一种快速高效的人脸识别方法.     

基于改进高分辨率网络的人脸性别和年龄识别

针对目前利用人脸特征进行性别和年龄识别率较低的问题, 提出一种基于改进高分辨率网络(improved high-resoultion net, IHRNet)的新方法. 首先, 在IHRNet中融合具有少量参数和较高识别率的MobileNetV3结构, 结合高分辨率网络自身具有的多尺度特征提取优势, 有效提升了人脸特征识别的准确率; 其次, 为降低过拟合风险, 网络先采用IMDB-WIKI人脸数据集进行预训练, 然后加载预训练模型在Adience人脸数据集中进行训练和测试; 最后, 与ResNet50,HRNet,MobileNetV3三种同类算法进行对比. 实验结果表明, IHRNet在年龄及性别识别上的准确率分别高达82%,95%, 比同类算法分别平均提升9%和3%, 且参数量较未改进时下降36%, 验证了改进算法的有效性.     

中心损失与Softmax损失联合监督下的人脸识别

深度学习在人脸识别领域已经取得了巨大的成就,针对当前大多数卷积神经网络采用Softmax损失函数进行特征分类,增加新的类别样本会减小类间距离的增长趋势,影响网络对特征判别的问题,采用了一种基于中心损失与Softmax损失联合监督的人脸识别算法,来提高网络对特征的识别能力。在Softmax基础上,首先,分别对训练集每个类别在特征空间维护一个类中心,训练过程新增加样本时,网络会约束样本的分类中心距离,从而兼顾了类内聚合与类间分离。其次,引入动量概念,在分类中心更新的时候,通过保留之前的更新方向,同时利用当前批次的梯度微调最终的更新方向,该方法可以在一定程度上增加稳定性,提高网络的学习效率。最后,在人脸识别基准库LFW上的测试实验证明:所提的联合监督算法,在较小的网络训练集上,获得了99.31%的人脸识别精度。     

语音识别中的DenseNet模型研究

为了解决语音识别中由网络加深导致的低层特征消失、参数量大及网络训练困难的问题,基于Inception V3网络的非对称卷积思想,提出了一种改进的密集连接卷积神经网络(densely connected convolutional neural networks, DenseNet)模型。根据语音识别的长时相关性,通过密集连接块建立起不同层之间的连接关系,从而保存低层特征、加强特征传播;为了得到尺度更丰富的声学特征,将卷积核的范围进行扩大;利用非对称卷积思想分解卷积核,以减少参数量。实验结果表明,相较经典深度残差卷积神经网络模型和原始DenseNet模型,提出的模型在THCHS30数据集上的语音识别性能更好,在保证识别率的情况下,还减少了网络参数量,提高了模型训练效率。     

基于遗传与BP混合算法神经网络预测模型及应用

提出用遗传学习算法和权重调整BP算法相结合的混合算法来训练模糊模式识别神经网络预测模型；即先通过遗传学习算法进行全局训练，再用权重调整BP算法进行精确训练，使网络收敛速度加快和避免局部极小。作为实例，以新疆雅马渡站的实测径流资料和相应的前期4个预报因子实测数据作为样本进行训练并用以预测雅马渡站的年径流量。结果表明，该方法具有收敛速度快和预测精度高的特点。     

基于RBF网络的人脸识别和表情分析方法研究

为解决人脸识别过程中出现的无法有效区分多姿态人脸的问题,进一步提高人脸表情识别率。本文在分析现有人脸表情识别方法的基础上,提出新的识别技术,即采用基于径向基函数(RBF)神经网络的方法,首先对图像皮肤和非皮肤像素进行分离,把人脸区域从检测到的皮肤区域中提取出来,然后以人脸表情数据库JAFFE为测试数据库,对人脸图像进行Gabor小波变换(GWT)和离散余弦变换(DCT),最后将该算法用于径向基函数神经网络的训练过程,建立相应优化模型,并将其应用到人脸表情的识别中,研究结果表明,具有收敛速度快、识别率高等优点,比文献中的方法提高了3%和8%的识别率。     

基于深度卷积神经网络与中心损失的人脸识别

传统人脸识别方法手工设计特征过程复杂、识别率较低,对于开集人脸识别通用深度学习分类模型特征判别能力较弱。针对这两方面的不足,提出了一种以分类损失与中心损失相结合作为模型训练监督信号的深度卷积神经网络。首先,利用构建的应用场景数据集优调从公共数据集获得初始化参数的深度人脸识别模型,解决训练数据过小和数据分布差异问题,同时提高模型训练速度;然后,以传统损失函数和新的中心损失作为迁移学习过程中的监督信号,使得类内聚合、类间分散,提高模型输出人脸特征的判别能力;最后,对人脸特征进行主成分分析,进一步去除冗余特征,降低特征复杂度,提高人脸识别准确率。实验结果表明,与传统人脸识别算法相比该算法可以自动进行特征提取,并且相对于通用深度学习分类模型该算法通过度量学习使特征表示更具判别力。在自建测试集和LFW、YouTube Faces标准测试集上都取得了较高的识别率。     

一种局域连接前向人工神经网络结构的研究

双隐层标准前馈（ＢＰ）网络只要其隐层节点数足够多就能解决任何形式的分类问题．应用标准（ＢＰ）网络识别多模式类分类问题时存在以下缺陷：（１）对不同模式类均使用相同数目的隐层元；（２）增加新模式类后，网络要重新学习；（３）网络识别的机理研究困难．笔者提出了一种局域连接前馈神经网络（ＬＣＮＮ）结构，其隐层神经元与输出神经元之间为局域连接，学习算法与ＢＰ算法类似．ＬＣＮＮ具有以下特点：（１）便于自构网络结构，提高网络的推广能力；（２）便于提取各模式类的不变特性；（３）具有较强的记忆能力，便于实现追加学习．以五种海底沉积层介质类型的分类识别为例，分别利用标准前馈（ＢＰ）网络与ＬＣＮＮ网络进行分类识别，结果表明：ＬＣＮＮ便于自构网络结构，具有追加学习的能力．     

EEG classification based on probabilistic neural network with supervised learning in brain computer interface

Aiming at the topic of electroencephalogram (EEG) pattern recognition in brain computer interface (BCI), a classification method based on probabilistic neural network (PNN) with supervised learning is presented in this paper. It applies the recognition rate of training samples to the learning progress of network parameters. The learning vector quantization is employed to group training samples and the Genetic algorithm (GA) is used for training the network’s smoothing parameters and hidden central vector for determining hidden neurons. Utilizing the standard dataset I(a) of BCI Competition 2003 and comparing with other classification methods, the experiment results show that the best performance of pattern recognition is got in this way, and the classification accuracy can reach to 93.8%, which improves over 5% compared with the best result (88.7%) of the competition. This technology provides an effective way to EEG classification in practical system of BCI.     

基于DCT的PCA及神经网络的人脸识别研究

PCA(Principal Component Analysis,也称为K-L变换)方法在许多人脸库的识别中取得了很好的效果,但运算量大;DCT(Discrete Cosine Transform)有较高的压缩性能并可通过快速算法来完成;集成的BP神经网络比单一BP网具有更好的泛化能力.针对上述特点,提出了一种新算法,首先用DCT处理原始人脸图像,然后用包含了原始图像大部分信息的少量DCT系数作PCA,最后用集成的BP神经网络进行识别.在ORL人脸库上的仿真试验结果表明,该方法是一种更为高效的识别方法.     

基于改进高分辨率网络的人脸性别和年龄识别

针对目前利用人脸特征进行性别和年龄识别率较低的问题, 提出一种基于改进高分辨率网络(improved high-resoultion net, IHRNet)的新方法. 首先, 在IHRNet中融合具有少量参数和较高识别率的MobileNetV3结构, 结合高分辨率网络自身具有的多尺度特征提取优势, 有效提升了人脸特征识别的准确率; 其次, 为降低过拟合风险, 网络先采用IMDB-WIKI人脸数据集进行预训练, 然后加载预训练模型在Adience人脸数据集中进行训练和测试; 最后, 与ResNet50,HRNet,MobileNetV3三种同类算法进行对比. 实验结果表明, IHRNet在年龄及性别识别上的准确率分别高达82%,95%, 比同类算法分别平均提升9%和3%, 且参数量较未改进时下降36%, 验证了改进算法的有效性.     

基于形态学小波理论和SVM神经网络的人脸识别

主要研究了快速识别人脸的基本算法,它包括人脸检测和人脸识别两部分.人脸检测部分利用肤色电平的聚类特性和形态学处理检测出准人脸图像,再利用小波特征提取出特征进行人脸认证.人脸识别部分采用支持向量机(SVM)神经网络进行人脸识别.支持向量机神经网络对二类判别具有很强的识别能力.对于N类判别需连续使用N次.该方法识别速度快,且不受发型、头饰、眼镜等的影响.仿真证明了该方法的有效性.     

融合加速稳健特征的子空间人脸识别方法

为了充分利用人脸特征信息更加准确全面地描述人脸,提高现有识别算法的识别率,提出一种融合改进的加速稳健特征和子空间特征进行人脸识别的方法。利用AAM形状模型的训练方法,训练得到41个点的人脸形状模型;对每幅图像进行特征点初歩定位,找到并保留与初歩定位的特征点空间距离最近的SURF特征点。将SURF特征点描述子利用PCA降维,得到改进的SURF局部特征向量。然后利用PCA对图像进行全局特征提取,将局部特征与全局特征进行融合,组成全新的特征向量。最后通过特征向量的匹配实现识別。对包括本算法和PCA-SIFT算法在内的6种不同识别算法进行了验证。实验结果表明,提出的算法在改变ORL人脸库中训练集样本数的情况下,识别率均优于其他算法;在样本数为5的情况下比PCA-SIFT方法提高了4.3%,可见该算法提高了人脸的识别率具有较强的鲁棒性和分类性。     

增强LGBP融合广义平均神经网络的鲁棒人脸识别研究

针对人脸识别中由于人脸表情、姿态、尺度等变化而影响识别效果的问题,提出一种融合增强局部Gabor二值模式和广义平均神经网络方法。首先,对归一化的人脸图像进行多方向、多尺度Gabor小波滤波,将生成的Gabor幅值模式分成多个子区域;然后,利用增强局部二值模式对每个子区域进行操作形成特征向量;最后,利用广义神经网络进行识别。在ORL、FERET及LFW上的实验利用错误接受率、错误拒绝率等错误率和时间复杂度评估方法的有效性。实验结果表明,相比其它几种较新的方法,取得了更好的识别效果。     

图像识别神经网络处理系统

目的　研制用于二值图像实时识别的神经网络处理器; 方法　采用数字电路实现的图像识别神经网络系统有３ 大模块：边缘提取模块以二值图像序列作为输入,用平面建筑物原理和８ 邻域原理提取图像的边缘特征;特征提取模块在边缘特征的基础上提取具有不变性的角特性和组块特征;模式分类模块采用４ 层特征映射神经网络实现图像模式识别; 结果　通过对图像信号发生器送出的二值飞机图像识别说明,训练样本数越多系统识别率越高; 结论　该系统能够快速、正确地实时识别二值图像序列;     

小波神经网络在人脸识别中的应用

人脸识别是一个涉及生理学、心理学、图像处理、计算机视觉、模式识别和数学等多个学科的前沿课题。小波神经网络是在小波分析研究获得突破的基础上提出的一种前馈性网络,避免了BP网络等结构设计上的盲目性,网络训练过程从根本上避免了局部最优等非线性优化问题,有较强的函数学习能力和推广能力。基于小波神经网络,文中提出了一种新的人脸识别算法。该算法利用小波多分辨特性和神经网络的鲁棒性和记忆性,同时结合了加速网络收敛速度的小波神经网络步长调整算法。实验证明该算法有高的检测率和有效性。     

基于图片特征与人脸姿态的人脸识别方法研究

针对人脸识别中在非限定条件下（如背景、光照等因素发生变化时）人脸多角度多姿态识别精度低的问题与现有基于识别模型的方法无法快速更新人脸类别,提出了基于图片特征与人脸姿态的识别方法,通过对人脸姿态的识别,最大程度的匹配人脸数据库中的人脸信息,使用VGG16卷积神经网络训练模型提取图片特征,生成特征向量,再使用支持向量机分别训练提取出的特征,与人脸数据库中信息进行比对,从而精确识别人脸。通过在Pubfig与FERET人脸库上实验结果表明,所采用的算法精度较高。     

复杂背景下基于运动特征的人面定位

对传统的光流算法进行了改进，提出了一种新的分割图像的方法，并与传统的神经网络算法相结合，通过两步定位模型，进行人面定位，其中，搜索定位是本系统最关系的一步，采用两步法，首先进行候选人面区域的分割，然后进行基于神经网络的人面精确定位，实验结果表明，采用的两步法在复杂背景下具有运动特征的人面定位过程中，具有实时性、鲁棒性好及实用性强的诸多优点，通过实验，取得了满意的效果，并且所涉及的人面定位系统将是后阶段完整人面识别系统的重要组成部分。     

一种改进的深度卷积神经网络的精细图像分类

精细图像分类不同于传统的图像分类,由于精细图像自身的类间相似性和类内差异性,传统的基于手工特征和局部特征组合方法已经很难完整地表达精细图像的特征,因此提出了一种基于改进的深度卷积神经网络模型.由于深度卷积神经网络结构参数和神经元数量巨大,训练模型困难,所以采用高斯分布对前6层参数初始化,其中激活函数采用校正之后的Relus-Softplus函数,在花卉图像数据库OXford-102 flowers中TOP1准确率达到85.75%,TOP3准确率达到了94.50%.实验结果表明:该模型在中等规模数据集上比传统方法优势明显,且比未改进的CNN模型识别率高.