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本文对基于AU的人脸表情识别的特征提取方法进行了研究。特征提取分为图像预处理、特征提取和特征选择三个模块。在预处理模块,为了提取更多关键特征点,根据对中西方人脸数据的处理分析,提出了分情况综合使用delaunay三角形插值和薄板样条插值两种映射方法的方案。
在特征提取模块,为了提取有高区分度的面部特征,本文从时域和频域特征、静态和动态特征两个角度对主流2D特征提取方法的AU识别性能做出比较和分析。实验结果显示,从时间复杂度和识别率两方面综合考虑,LBP算子最适合用于实时人脸表情识别系统。本文基于LBP算子研究了不同的特征提取尺度和不同的人脸分块数目对AU识别率的影响,并根据实验结果对十二个AU的特点做出分析。
在特征选择模块,本文设计了一个基于多尺度LBP的两层特征选择的方案。该方案采用以逻辑回归为弱分类器的AdaBoost算法,将每个LBP模式视为一个特征,迭代挑选出有最低错误率的弱分类器所对应的特征,最后为每个AU选择出了各自最佳的特征提取尺度、子区域的尺寸和位置分布的参数组合。实验结果表明此方案的AU识别效果优于同等条件下单一尺度的特征、人脸分块方式下的识别率,并降低了计算复杂度。