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《清华大学》 2001年
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人脸图像分析和识别方法研究

孙俊  
【摘要】: 自动人脸图像分析是一个具有很高理论和应用价值的研究课题。人脸图像 分析的内涵非常广泛,包括人脸检测、人脸识别、表情识别、口形识别、视点 跟踪、人脸编码以及人脸图像合成等方面。本论文重点研究了人脸及表情的特 征提取与识别问题,论文的主要创新点包括以下几个方面: 1.在人脸图像特征提取方面,提出了一种基于稀疏编码的人脸整体特征提取方 法。稀疏编码是一种基于非监督学习的算法,它适合描述具有非高斯分布的 数据对象,能够有效地消除图像象素点之间的冗余,并具有内在的聚类特性。 稀疏编码能够增加图像特征的类间距离,因此效果要优于传统的特征脸方 法。 2.为了减少稀疏编码的计算复杂度,利用人脸图像能量分布的特点,提出了一 种基于DCT 变换的加速算法。针对稀疏编码能量函数收敛点容易受到基函 数初始值干扰的缺点,利用稀疏编码基函数的聚类特性,提出了一种基于模 糊C均值聚类的基函数初始化算法。经过模糊C均值聚类初始化后的基函 数能够让稀疏编码的能量函数收敛到一个更有利于识别的局部最小点,试验 结果表明特征的分类性和稀疏性都得到了提高。 3.针对传统稀疏编码未对特征的类内距离进行有效约束这个缺点,提出了两种 基于再励学习的稀疏编码算法。在基函数的训练过程中,通过引入训练样本 的类别信息来限制特征类内距离的增加,用这类方法获得的特征既有较大的 类间距离,又有较小的类内距离,识别性能得到了较大的提高。试验证明, 基于再励学习的稀疏编码的识别效果明显优于传统的稀疏编码。 4.为了减小自动表情识别中由基准点误差所带来的影响,提出了一种基于ICA 和2D EHMM 的人脸表情特征提取和识别方法。这种方法利用ICA提取人 脸表情差分图像块的独立特征作为EHMM 的观测向量,然后通过2D EHMM 对这些独立特征进行建模。和基于PCA以及DCT的特征提取方法相比,ICA 特征的独立性有助于提高识别的性能。由于2D EHMM 模型在观测值发生 一定范围变化时仍能够保持状态不变,因此该算法对人脸基准点定位误差具 有很好的适应能力。 5.在攻读博士期间还初步实现了一个实时人脸识别系统。该系统能够自动完成 人脸检测、特征提取、在线训练和识别。 I
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李文;;人脸表情识别方法[J];电子科技;2007年06期
2 邱乐平;李德华;;基于小波变换和核主成分分析的人脸识别算法[J];仪器仪表用户;2012年02期
3 武秀;;基于最小最大概率机的彩色人脸检测[J];西南民族大学学报(自然科学版);2008年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 魏惺;人脸检测跟踪系统的设计与实现[D];吉林大学;2011年
2 韩旭;基于运动趋势估计的人脸跟踪技术研究[D];东北大学;2009年
3 缪少军;基于光流和多HSMMs的容忍遮挡的面部表情识别[D];江苏大学;2008年
4 梅健强;基于线性子空间方法的人脸识别技术[D];天津大学;2007年
5 章国艺;基于非负矩阵分解的人脸表情识别[D];五邑大学;2009年
6 万翠兰;基于稀疏编码的视觉艺术理解和风格分类[D];云南大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘兴远,方顺兴,姚忠国;建筑结构试验数据处理的几种方法[J];四川建筑科学研究;1993年02期
2 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
3 程一斌,汪松,任彬;利用弹簧模型提取物体轮廓[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
4 张燕平;提取特征规则的重复覆盖算法(RCA)[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
5 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
6 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
7 高湘萍;吴小培;沈谦;;基于脑电的意识活动特征提取与识别[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
8 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
9 吴凤凰;;模式识别在植物叶片识别中的应用[J];安徽农业科学;2007年01期
10 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
7 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
9 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
10 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
3 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
4 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
7 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
8 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
9 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
10 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李路,周德超,刘忠;运动目标检测算法在军用视频监控系统中的应用[J];传感技术学报;2004年02期
2 周艳平,夏利民,宋星光;基于Gabor滤波的多分类器集成人脸表情识别[J];长沙交通学院学报;2005年02期
3 尹星云,王洵,董兰芳,万寿红;用隐马尔可夫模型设计人脸表情识别系统[J];电子科技大学学报;2003年06期
4 刘党辉,沈兰荪,Kin-Man Lam;人脸识别研究进展[J];电路与系统学报;2004年01期
5 何良华,邹采荣,包永强,赵力;人脸面部表情识别的研究进展[J];电路与系统学报;2005年01期
6 张振领;徐东平;贾仰理;;基于支持向量机的说话人识别研究[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年07期
7 吴锋,钱宗才,杭洽时,石明国,马东;基于轮廓的力矩主轴法在医学图像配准中的应用[J];第四军医大学学报;2001年06期
8 赵慧玲;;印象派绘画的文化内涵[J];大舞台;2011年07期
9 刘松,应自炉;基于局部特征和整体特征融合的面部表情识别[J];电子技术应用;2005年03期
10 梁晓辉;游志胜;;自适应的彩色图像光照补偿新方法[J];光电工程;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曹宇嘉;郑文明;赵力;邹采荣;;基于差值模板特征的表情识别方法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘小军;人脸识别技术研究[D];中国科学院电子学研究所;2001年
2 李清勇;视觉感知的稀疏编码理论及其应用研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
3 于海滨;基于头部特征提取的人体检测与跟踪及其应用[D];浙江大学;2007年
4 廖灵芝;稀疏编码算法中的自适应问题研究[D];北京交通大学;2008年
5 徐小红;图像信息的基函数表示方法研究[D];合肥工业大学;2009年
6 倪伟;基于多尺度几何分析的图像处理技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
7 刘亚楠;多模态特征融合和变量选择的视频语义理解[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王巍;人脸面部特征定位与人脸识别方法的研究[D];北京工业大学;2003年
2 李刚;基于特征脸法的正面人脸识别研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 俞海珍;基于差分图像的人脸检测与跟踪研究[D];浙江工业大学;2004年
4 唐彬;基于人脸信息识别的身份验证技术研究[D];西安理工大学;2004年
5 周涛;基于PCA的人脸识别研究[D];南京理工大学;2004年
6 叶敬福;基于视频图像的人脸表情识别技术的研究[D];江苏大学;2005年
7 马跃平;基于小波变换和支持向量机的人脸识别方法研究[D];苏州大学;2005年
8 李大湘;视频中人脸检测与跟踪技术的研究[D];西北大学;2005年
9 程雪红;人脸检测与识别技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
10 何保全;基于小波变换与核方法的人脸识别[D];四川大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张良;基于内容的视频情感语义分析关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
2 吕昊;基于油田压裂微地震监测的震相识别与震源定位方法研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王江;基于几何特征和子空间学习的人脸表情识别[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王阳;基于仿生特征的人脸表情识别[D];河北工业大学;2011年
3 徐红侠;基于Gabor和局域二值模式的人脸表情识别[D];南京理工大学;2008年
4 王黎艳;基于Gabor小波变换和SVM的人脸表情识别[D];南京理工大学;2009年
5 胡瑞瑞;基于加权矩形积分图的人脸表情识别研究[D];江苏大学;2009年
6 王文佳;Gabor小波变换与表情组合模板相结合的表情识别研究与实现[D];东北大学 ;2009年
7 杨爽;人脸表情识别及其在辅助医护中的应用[D];南京理工大学;2010年
8 徐辉;结构和特征信息对面部表情识别的影响[D];浙江大学;2010年
9 徐东海;人脸表情识别算法研究[D];华东理工大学;2010年
10 任成娟;SpLPP在人脸识别中的应用研究[D];重庆大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴晓军,淦文燕,李德毅;基于数据场的图像数据挖掘研究[J];计算机工程与应用;2004年26期
2 贾文晋,王志良,刘冀伟;面部表情快速重构与识别方案的设计与实现[J];微计算机应用;2004年01期
3 赵力庄,高文,陈熙霖;Eigenface的变维分类方法及其在表情识别中的应用[J];计算机学报;1999年06期
4 孙俊,王文渊,卓晴;基于稀疏编码的提取人脸整体特征算法[J];清华大学学报(自然科学版);2002年03期
5 何良华,邹采荣,包永强,赵力;人脸面部表情识别的研究进展[J];电路与系统学报;2005年01期
6 刘松,应自炉;基于局部特征和整体特征融合的面部表情识别[J];电子技术应用;2005年03期
7 薛雨丽;毛峡;张帆;;BHU人脸表情数据库的设计与实现[J];北京航空航天大学学报;2007年02期
8 刘洋;季桂树;王刚;;表情识别中基于轴对称的人眼定位方法[J];计算机技术与发展;2008年12期
9 罗飞;王国胤;杨勇;李振静;;基于改进的并行特征融合人脸表情识别[J];广西大学学报(自然科学版);2009年05期
10 黄勇;;优化局部保留投影及其在表情识别中的应用[J];计算机工程;2011年04期
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1 卢清;赵治栋;;基于稀疏编码阈值的平移不变法心电信号去噪[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
2 尚丽;;使用正态可逆高斯密度模型的非负稀疏编码收缩技术实现图像消噪[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
3 朱岩;赵旭;刘允才;;基于稀疏编码和局部时空特征的人体动作识别[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
4 欧阳琰;桑农;;基于面部动作单元组合特征的表情识别[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
5 何良华;邹采荣;王志平;石光;赵力;;基于DWT-DCT的人脸表情识别[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
6 刘芳;王志良;徐银梅;陈锋军;郭群;;应用于表情识别的黑斑特征算法的设计与实现[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
7 陈辉;张家树;;人脸表情的混沌仿生识别[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
8 赵萍;陈喆;;基于移动最小二乘算法的人脸美化技术[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
9 毛慧芸;庞家昊;金连文;杜明辉;;一种美丽人脸的计算机合成方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
10 钱乐乐;高隽;徐小红;;非负性约束的图像稀疏编码[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;见人脸红的心理调适[N];保健时报;2004年
2 记者 李学梅;蜜蜂也能识别人脸[N];新华每日电讯;2010年
3 本报记者 申明;人脸“门禁”时代即将来临[N];科技日报;2008年
4 中科院自动化所 何鹏 陶建华 谭铁牛;看懂人的“脸色”[N];计算机世界;2005年
5 殷朝云;拂去当事人脸上的愁容[N];人民法院报;2004年
6 本报记者 霍光;身份认证:从手指到人脸[N];中国计算机报;2009年
7 柯新;我科学家在人脸和笔迹识别领域取得重大突破[N];科技日报;2009年
8 本报实习记者 梁益畅;汉王开启“人脸门禁”时代[N];计算机世界;2008年
9 学生记者 吴婷婷 刘煜原;“慧眼”明察秋毫 智能识人辨字[N];新清华;2009年
10 记者 谭娜;虹膜、指纹、人脸,一网打尽[N];北京科技报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙俊;人脸图像分析和识别方法研究[D];清华大学;2001年
2 季昊;稀疏编码研究及其在模式识别中的应用[D];北京邮电大学;2012年
3 杨勇;基于粗糙集理论的表情识别研究[D];西南交通大学;2009年
4 胡媛;三维人脸形体匹配与属性分类研究[D];上海交通大学;2011年
5 朱明旱;基于流形学习的人脸表情识别研究[D];中南大学;2009年
6 刘帅师;非均匀光照和局部遮挡情况下的鲁棒表情识别理论与方法研究[D];吉林大学;2012年
7 张铮;基于二维MB-LGBP特征的表情识别及其光照检测研究[D];天津大学;2010年
8 刘海宁;基于稀疏编码的设备状态识别及其重型轧辊磨床监测应用[D];上海交通大学;2011年
9 孙曦;基于双目立体视觉的人脸三维重建与识别[D];中国科学技术大学;2011年
10 毛慧芸;人脸美丽吸引力的特征分析与机器学习[D];华南理工大学;2011年
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1 崔忠艾;聊天工具仿真表情插件的设计与实现[D];山东大学;2010年
2 孙奇飞;人脸疲劳状态的识别与研究[D];广东工业大学;2011年
3 沙腾;基于子空间学习的人脸特征分析及应用[D];浙江大学;2011年
4 卫晓娜;e-Learning系统中学生注意力识别的研究和应用[D];太原理工大学;2010年
5 吴贤星;人脸信息多尺度几何分析与应用[D];宁波大学;2011年
6 马波;基于视频的多视角人脸检测与跟踪[D];上海交通大学;2010年
7 黄煜斌;基于人脸聚类的视频结构化分析[D];北京邮电大学;2011年
8 王进进;二维和三维人脸融合[D];中国地质大学(北京);2010年
9 李秋实;基于人脸肤色的特征提取[D];吉林大学;2010年
10 胡虎跃;海量训练数据如何影响人脸检测器性能:实验研究[D];南京航空航天大学;2010年
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