基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别

针对人脸图像复杂环境变化,提出了一种基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别算法。算法首先通过协同表示计算重构样本与测试样本之间的残差,根据残差选取与测试样本临近的训练样本组成新的字典;然后在该字典上通过鲁棒PCA依次进行低秩误差分解,并计算误差矩阵的平滑性、稀疏性;最后联合协同表示的残差以及低秩分解中的平滑性和稀疏性构建判别准则进行人脸图像的分类识别;在ORL、AR等人脸库的实验表明:基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别算法不仅能够在复杂环境变化下取得良好的识别性能,而且保持了协同表示的优势,大大减少运行时间。     

隐式低秩表示联合稀疏表示的人脸识别方法

针对人脸识别中存在的遮挡、阴影、反光等不同程度的数据破坏以及训练样本不充足导致识别率低的问题,提出一种基于隐式低秩表示联合稀疏表示(LatLRR_SRC,Latent Low-Rank Representation Sparse Representation Classification)的人脸识别方法.该方法首先采用隐式低秩表示(LatLRR,Latent Low-Rank Representation)算法将训练样本矩阵分解为两个低秩逼近矩阵和一个稀疏误差矩阵.然后将低秩逼近矩阵和稀疏误差矩阵联合构成完备字典,并用K-SVD算法对字典进行学习,得到测试样本在学习后字典下的稀疏表示.最后对测试样本利用上述隐式低秩表示分解的三部分的稀疏逼近计算残差,完成测试样本的分类识别.在Extend YaleB和CMU PIE人脸数据上的实验结果表明,基于LatLRR_SRC的人脸识别方法具有较高的识别率和稳定性.     

基于虚拟样本扩张法的单样本人脸识别算法研究

随着人脸识别技术的不断发展,单样本人脸识别已成为当今的一个热点。针对单样本人脸识别问题,提出了一种基于虚拟样本扩展的人脸识别方法,为给定的单训练样本增加虚拟图像,以增强单训练样本的分类信息,并对原样本及其虚拟样本进行特征变换,划分得到更多的子图像,利用二维主成分分析(2DPCA)实现特征抽取,一定程度上减轻了人脸的表情、姿态、光照等因素对识别效果的影响,提高了识别率。提出的方法分别在ORL及FERET两大人脸数据库上得到了验证。     

基于Metaface字典学习与核稀疏表示的人脸识别方法

完备的稀疏表示方法近年来应用在人脸识别中并取得较好的结果,它可以仅利用样本的随机投影完成对测试样本的识别。在实际应用中,由于受光照、遮挡等因素的影响,测试样本并不能通过训练样本的线性组合得到很好的稀疏重构。本文提出了基于Metaface字典学习与核稀疏表示的人脸识别方法,借助核技巧,将数据样本和字典集映射到高维的未知空间,以解决特征的非线性相似问题。在核空间对数据样本进行稀疏重构,得到数据在核空间的一种简洁的稀疏表达方式从而提高识别率,而Metaface字典学习框架的引入可以得到更加精炼的字典,从全局上提高识别率。通过在ORL人脸库、Yale人脸库和AR人脸库的实验表明,同等情况下,本文提出的方法优于PCA,SVM,SRC等方法,进一步提高了人脸识别率,具有较好的应用价值。     

基于多方向滤波的人脸年龄图像合成方法

为补偿人脸识别中的年龄变化,结合人脸形状与纹理信息,提出了一种新的人脸年龄图像合成方法来模拟年龄变化.首先将人群划分成8个年龄段,选取不同年龄段人脸的多个特征点,依据径向基函数变形技术,得到脸形变形函数,对人脸进行形状变形;接着对目标图像进行多方向滤波,提取原始纹理信息,然后根据使用神经网络模拟得到的年龄因子,选择相应的模板纹理信息,在原始纹理信息基础上进行置换和融合,得到新的纹理信息特征,并将得到的纹理特征叠加在已经变形的人脸图像上,合成年龄模拟图像.另外为进行更细微的纹理控制,使用高斯滤波器调节滤波程度.试验结果表明该方法简单易行,而且可以生成更接近目标年龄的人脸图像.     

基于多方向Gabor特征图协同表示的鲁棒人脸识别

为提高基于稀疏表示分类(SRC)算法在可变光照、姿态和表情下的人脸识别性能,提出一种基于多方向Gabor特征图(MGFM)和协同表示分类(CRC)的鲁棒人脸识别方法。首先,对人脸图像进行多方向多尺度Gabor变换,并融合同一方向不同尺度的Gabor特征;其次,在每个方向的融合特征图上提取Gist特征。在进行人脸识别时,可采取2种方法:1)将人脸图像所有方向的Gist特征直接串联或自适应加权后串联构成人脸全局特征向量,并使用协同表示分类器得到识别结果;2)对人脸图像每个方向的Gist特征向量分别使用协同表示分类器进行预分类,预分类时使用自适应K近邻策略确定候选类并进行评分,取总得分最高的类作为识别结果。最后,在ORL,Extended Yale B和AR等人脸数据库上开展人脸识别实验,由提出的方法分别取得99.8%,100%和99.7%的识别准确率和较快的执行速度。研究结果表明:本文方法利用多方向Gabor特征图(MGFM)建立人脸图像的特征表示能有效描述人脸局部信息,利用自适应K近邻策略改进协同表示分类算法能取得较高的识别准确率和执行效率。     

基于结构化局部约束低秩表示的人脸识别

针对传统的基于低秩表示的方法需要重新在字典矩阵上计算测试样本的表示系数,会导致计算复杂度升高,降低训练和测试样本表示系数之间的相关性等问题,提出了一种结构化局部约束低秩表示算法用于人脸识别的方法.在原始低秩表示中引入理想编码系数矩阵正则项,使训练样本的表示系数矩阵具有块对角结构;为保持数据的流形结构,引入局部约束项,使相似样本具有相似的表示系数;使用简单的线性分类器对测试样本进行分类.在AR,Extended Yale B,ORL和LFW这4个标准数据集上进行了试验结果验证.结果表明:该算法可以同时得到训练和测试样本的表示系数,对人脸图像中的遮挡、像素破坏和光照变化等具有鲁棒性.     

基于多方向Gabor特征图稀疏表示的鲁棒人脸识别方法

为提高对光照、表情、姿态等可变因素的鲁棒性,提出一种基于多方向Gabor特征图稀疏表示的人脸识别方法.对人脸图像进行多方向多尺度Gabor变换,然后将同一方向不同尺度的Gabor特征进行融合得到多方向特征图,再对每个方向的融合特征图提取Gist特征并赋予自适应权重,接着将所有方向特征图的自适应加权Gist特征串联构成人脸图像特征向量,最后利用稀疏表示分类方法实现人脸识别.实验结果表明,本文算法在Yale、ORL和Extended Yale B人脸数据库上的平均识别率分别达到99.8%、99.7%和100.0%.      

结合小波低频子带的主成分分析方法

针对单样本人脸识别问题,提出了一种结合小波低频子带的主成分分析方法.为了加强单样本图像的分类信息,该方法将原训练样本与其小波低频子带重构图相结合,然后对结合的训练样本进行主成分分析.在ORL人脸库上的实验结果表明,当训练集中每个人只有一幅人脸样本图像时,文中方法的识别率比标准特征脸法高3.6%,而所使用的特征脸个数减少14.8%.     

基于图像梯度和2DPCA的单样本人脸识别

提出了一种基于图像梯度的2DPCA的算法用于单样本人脸识别。采用图像梯度方法进行人脸识别具有光照不变性、能提取丰富的局部纹理信息等优点,但是这种方法只考虑了图像的局部信息,并没有充分利用全局信息。基于这种问题,文章考虑融合全局和局部信息进行单样本人脸识别。对于全局人脸信息的提取,采用2DPCA方法,相对与传统PCA方法,2DPCA能够在不破坏图像二维结构的基础上进行全局信息提取。由于上述两种方法在图像匹配时所采用的匹配算法不一致,文章根据两种匹配方式的特点进行改进和融合,提出了一种新的匹配方案。实验证明,基于图像梯度和2DPCA的算法在单样本人脸识别问题上识别率优于传统方法。     

基于最佳鉴别特征和相关向量机的人脸识别算法

为了获得更高的人脸识别正确率,满足人脸识别的实时性,提出一种基于最佳鉴别特征和相关向量机的人脸识别算法.首先,采用小波变换对人脸图像进行降噪预处理,提取人脸的多方向、多尺度Gabor特征;然后采用核主成分分析对人脸的Gabor特征进行筛选,找到对人脸识别结果影响较大的最佳鉴别特征,有效降低特征数量,去除特征间的冗余信息;最后采用相关向量机对最佳鉴别特征向量进行学习,建立人脸识别的多分类器.选择标准人脸库与经典人脸识别算法进行对比实验,实验结果表明,该算法的人脸平均识别率得到大幅度提高,人脸平均识别时间远少于经典人脸识别算法.     

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.     

一种基于压缩感知的单样本人脸识别方法

针对人脸姿态、光照和表情等各方面原因引起人脸识别率不高的问题,提出了一种基于单样本特征点形变成冗余样本的压缩传感人脸识别方法.将人脸图像信号进行小波变换得到系数的稀疏表示,采用高斯随机测量矩阵进行测量得到离散人脸单样本,基于特征点形变人脸三维模型生成冗余样本,通过稀疏特征点正交匹配追踪非线性重建算法重建冗余图像进行人脸识别.仿真实验结果表明,所提出的算法相对于同类算法,时间复杂度较低、精确度较高、鲁棒性较强,且随复杂环境变化,其优势更明显.     

基于小波变换的Bayesian人脸识别方法

从小波变换良好的多尺度特征表达能力和Bayesian方法良好的识别能力出发,提出了一种基于小波的Bayesian人脸识别方法.首先对人脸图像进行小波分解,其次对得到的每幅低频子图进行Bayesian人脸识别,最后利用Yale人脸图像库进行了试验.实验表明,与传统的方法相比较,该方法提高了识别率,降低了运算量.     

基于奇异值特征和支持向量机的人脸识别

针对人脸识别中经常遇到的"小样本"和"过学习"等问题,同时为了进一步改善人脸图像的奇异值特征在人脸识别中的识别性能,提出了一种基于奇异值分解和支持向量机的人脸识别新方法.在特征提取阶段,首先对训练样本集中的每一个人脸图像矩阵进行奇异值分解,得到训练样本的奇异值特征,然后对每个样本的奇异值特征向量进行降维、归一化、奇异值向量的分量重新排列等处理.在识别阶段,运用支持向量机作为分类工具,为了提高分类能力,选取径向基函数作为支持向量机的核函数.最后在ORL人脸数据库上验证了该方法.实验结果表明,通过对奇异值特征的相关处理,提高了识别速度和正确识别率.从而证明了所提出方法的有效性,具有一定的应用价值.     

采用二代曲波变换和反向传播神经网络的人脸识别方法

针对小波变换在人脸识别中存在识别正确率较低的问题,提出了一种基于二代曲波变换的人脸识别方法.首先将所有样本图像和测试图像通过基于"打包"的快速离散曲波变换进行分解,获得不同尺度、不同角度的曲波变换系数,再利用曲波变换分解系数中包含了人脸重要特征信息的低频系数,作为特征参数送入反向传播(BP)神经网络中进行学习训练,最后将训练好的BP神经网络用于人脸识别.经剑桥大学ORL人脸库的图像识别实验表明,所提方法的识别正确率达到95%,比Daub(2)小波基的小波变换方法的识别正确率提高了2.5%.     

基于分块加权LBP技术的人脸识别算法

人脸识别属于生理特征识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的生物识别技术,是我国人工智能技术领域的首个成熟技术。LBP(Local Binary Patterns)算法,又称局部二值模式算法,是一种灰度范围内的纹理描述方式。传统LBP算子提取的特征信息只能体现局部的人脸信息,不能完整表达全部人脸信息。在基本LBP算法的基础上提出基于分块加权LBP技术的人脸识别算法,将人脸分为5×3子分块,根据人脸五官在人脸识别中的不同贡献度赋予不同的权重提取人脸信息特征。通过在ORL和YALE两种人脸数据库中训练不同样本数,比较传统LBP方法、5×3分块LBP方法和5×3分块加权LBP方法的人脸识别准确率,实验证明分块加权LBP技术在人脸识别中可以有效提高识别准确率。     

一种新的模糊稀疏表示人脸识别算法

稀疏表示人脸识别算法的主要思想是:一个未知的测试图像可以近似表示为所有与其隶属同类的训练样本的一个线性组合.然而,人脸之间存在着极大的相似性,同时易受到外部环境的影响,人脸分类的本身存在着一定的不确定性.针对这种不确定性,结合模糊集合理论,提出了一种新的模糊稀疏表示人脸识别算法.首先,引入一个非线性函数描述人脸的相似性程度.然后,基于该相似性度量以及最近邻分类器思想,定义一个自适应的模糊隶属度函数来分配人脸对类的隶属程度.而这一过程恰使得这些隶属度是稀疏化的.最后,将稀疏化的模糊隶属度作为训练样本表示测试样本的权值系数,进而重构测试图像.采用MATLAB在ORL和Yale人脸数据库上进行仿真实验,验证了该算法的有效性和稳定性.     

基于变尺度DCT和PCA的人脸识别方法

针对实际应用中要对不同尺度的人脸图像进行匹配和识别的需求,提出一种基于变尺度DCT(离散余弦变换)结合PCA(主成分分析法)的人脸识别方法.首先将不同尺度的人脸图像进行DCT变换,然后提取出相同的DCT系数,再将提出的DCT系数进行PCA降维,最后进行匹配识别.通过对ORL人脸库及实验采集的多尺度人脸图像进行实验,证明了所提方法对不同尺度图像的匹配识别有效,并测算了DCT变换后的修剪尺度及PCA特征维数对该方法识别准确率的影响.     

基于多尺度Retinex算法结合PCA特征加权的人脸识别方法

结合多尺度Retinex算法和PCA算法的特点,并引入权重系数,提出了一种新的人脸识别方法.首先,在人脸图像的预处理阶段,利用多尺度Retinex算法提取人脸图像光照不变分量,然后用PCA算法提取人脸光照不变量的主特征;为进一步减少光照变化对人脸识别率的影响,对提取到的主特征的前两个向量加小于1的权重系数;接着利用k近邻分类器进行人脸分类识别;最后基于CAS_PEAL_R1光照子集人脸库,在Matlab环境下进行仿真实验,实验结果表明该方法提高了人脸识别率.