在檢測到人臉并定位面部關(guān)鍵特征點之后，主要的人臉區(qū)域就可以被裁剪出來，經(jīng)過預(yù)處理之后，饋入后端的識別算法。識別算法要完成人臉特征的提取，并與庫存的已知人臉進(jìn)行比對，完成最終的分類。我們在這方面的主要工作包括：

• 基于LGBP的人臉識別方法

問題：

統(tǒng)計學(xué)習(xí)目前已經(jīng)成為人臉識別領(lǐng)域的主流方法，但實踐表明，基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)的方法往往會存在“推廣能力弱”的問題，尤其在待識別圖像“屬性”未知的情況下，更難以確定采用什么樣的訓(xùn)練圖像來訓(xùn)練人臉模型。鑒于此，在對統(tǒng)計學(xué)習(xí)方法進(jìn)行研究的同時，我們還考慮了非統(tǒng)計模式識別的一類方法。

思路：

對于給定的人臉圖像，LGBP方法首先將其與多個不同尺度和方向的Gabor濾波器卷積(卷積結(jié)果稱為Gabor特征圖譜)獲得多分辨率的變換圖像。然后將每個Gabor特征圖譜劃分成若干互不相交的局部空間區(qū)域，對每個區(qū)域提取局部鄰域像素的亮度變化模式，并在每個局部空間區(qū)域內(nèi)提取這些變化模式的空間區(qū)域直方圖，所有Gabor特征圖譜的、所有區(qū)域的直方圖串接為一高維特征直方圖來編碼人臉圖像。并通過直方圖之間的相似度匹配技術(shù)（如直方圖交運(yùn)算）來實現(xiàn)最終的人臉識別。在FERET四個人臉圖像測試集合上與FERET97的結(jié)果對比情況見下表。由此可見，該方法具有良好的識別性能。而且LGBP方法具有計算速度快、無需大樣本學(xué)習(xí)、推廣能力強(qiáng)的優(yōu)點。參見ICCV2005

表.LGBP方法與FERET'97最佳結(jié)果的對比情況

對比算法	各測試子集合性能(首選正確識別率)
	FB	FC	Dup I	Dup II
我們的算法性能	97.5%	96.9%	73.8%	70.5%
FERET’97?最好結(jié)果	96.0%	82.0%	59.0%	52.0%

• 基于AdaBoost的Gabor特征選擇及判別分析方法

問題：

人臉描述是人臉識別的核心問題之一，人臉識別的研究實踐表明：在人臉三維形狀信息難以準(zhǔn)確獲取的條件下，從圖像數(shù)據(jù)中提取多方向、多尺度的Gabor特征是一種合適的選擇。使用Gabor特征進(jìn)行人臉識別的典型方法包括彈性圖匹配方法（EGM）和Gabor特征判別分類法（GFC）。EGM在實用中需要解決關(guān)鍵特征點的定位問題，而且其速度也很難提高；而GFC則直接對下采樣的Gabor特征用PCA降維并進(jìn)行判別分析，盡管這避免了精確定位關(guān)鍵特征點的難題，但下采樣的特征維數(shù)仍然偏高，而且簡單的下采樣策略很可能遺漏了非常多的有用特征。

摘要：

針對上述問題，我們考慮如何對Gabor特征進(jìn)行有效降維，將目前受到極大關(guān)注的AdaBoost算法創(chuàng)新性的應(yīng)用于Gabor特征的選擇上來，用于提取對識別最有利的特征（我們稱這些選擇出來的Gabor特征為AdaGabor特征），并最終通過對AdaGabor特征的判別分析實現(xiàn)識別（稱該方法為AGFC識別方法）。在CAS-PEAL和FERET人臉圖像庫上的對比實驗表明：AGFC方法不但可以大大降低Gabor特征的維數(shù)從而可以更加有效地避免“維數(shù)災(zāi)難問題”，降低了計算復(fù)雜度，同時識別精度也有了較大的提高。將AGFC與EGM，GFC進(jìn)一步比較可以看出：無論是EGM還是GFC，均是主觀的選擇若干面部關(guān)鍵特征點提取人臉的特征表示，而我們提出的AGFC方法則是通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法自動的選擇那些對區(qū)分不同人臉具有關(guān)鍵作用的Gabor特征。參見下圖所示三者之間的區(qū)別與聯(lián)系。參見FG04，AMFG05

三種不同的人臉建模方法比較示意圖

• 基于SV的Kernel判別分析方法sv-KFD

摘要：

支持向量機(jī)(SVM)和Kernel Fisher分析是利用kernel方法解決線性不可分問題的兩種不同途徑，我們將二者進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。我們首先證明了SVM最優(yōu)分類面的法向量在基于支持向量的類內(nèi)散度矩陣的前提下具有零空間性質(zhì)，基于此定義了核化的決策邊界特征矩陣（Kernelized Decision Boundary Feature Matrix，簡寫為KDBFM），最后利用基于零空間的Kernel Fisher方法計算投影空間。我們還進(jìn)一步提出了融合類均值向量差及KDBFM來構(gòu)建擴(kuò)展的決策邊界特征矩陣(EKDBFM)的方法，并把這兩種方法成功地應(yīng)用到了人臉識別領(lǐng)域，在FERET和CAS-PEAL數(shù)據(jù)庫的實驗結(jié)果表明該方法比傳統(tǒng)人臉識別算法具有更好的識別性能。詳見CVPR2005

• 基于特定人臉子空間的人臉識別方法

問題：

Eigenface是人臉識別領(lǐng)域最著名的算法之一，本質(zhì)上是通過PCA來求取人臉圖像分布的線性子空間，該空間從最佳重構(gòu)的角度反映了所有人臉圖像分布的共性特征，但對識別而言，這樣的特征卻未必有利于識別，識別任務(wù)需要的是最大可能區(qū)分不同人臉的特征。

摘要：

“特征臉”方法中所有人共有一個人臉子空間，而我們的方法則為每一個體人臉建立一個該個體對象所私有的人臉子空間，從而不但能夠更好的描述不同個體人臉之間的差異性，而且最大可能地擯棄了對識別不利的類內(nèi)差異性和噪聲，因而比傳統(tǒng)的“特征臉?biāo)惴ā本哂懈玫呐袆e能力。另外，針對每個待識別個體只有單一訓(xùn)練樣本的人臉識別問題，我們提出了一種基于單一樣本生成多個訓(xùn)練樣本的技術(shù)，從而使得需要多個訓(xùn)練樣本的個體人臉子空間方法可以適用于單訓(xùn)練樣本人臉識別問題。在Yale Face DatabaseB人臉庫對比實驗也表明我們提出的方法比傳統(tǒng)的特征臉方法、模板匹配方法對表情、光照、和一定范圍內(nèi)的姿態(tài)變化具有更優(yōu)的識別性能。參見ICASSP2001,IJIST2003。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的人脸识别核心算法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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