姿態(tài)魯棒的人臉圖像性別識(shí)別方法研究與應(yīng)用.pdf

1、人臉圖像的性別區(qū)分是人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)基本分類要求，同時(shí)在行為監(jiān)測(cè)、身份驗(yàn)證、人機(jī)交互、視頻檢索、市場(chǎng)營(yíng)銷策略等領(lǐng)域中也有著廣闊的潛在應(yīng)用前景。在過(guò)去的幾十年中，正面人臉圖像的性別識(shí)別已經(jīng)基本得到了令人滿意的結(jié)果，但在姿態(tài)有變化的情況下人臉圖像的性別識(shí)別依然是一個(gè)值得研究的難題，而姿態(tài)問(wèn)題本身卻是人臉識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用中不可避免的一個(gè)問(wèn)題，無(wú)論是實(shí)時(shí)監(jiān)控，還是數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，都會(huì)有著大量姿態(tài)有變化的人臉圖像的情況存在。為了能夠在姿態(tài)有變化的情況下

2、得到較好的人臉圖像的性別識(shí)別結(jié)果，本文從改進(jìn)人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位著手，從人臉圖像特征及分類方法對(duì)姿態(tài)的魯棒性展開(kāi)研究，取得了以下研究成果:
　　1.構(gòu)造了兩種更加有效的人臉特征提取方法
　　本文通過(guò)把Gabor濾波和LBP算子結(jié)合，得到了更加適用于性別識(shí)別的LGBP特征，同時(shí)基于深度學(xué)習(xí)的思想，提出了基于稀疏編碼特征提取方法，并通過(guò)一組實(shí)驗(yàn)在CAS-PEAL人臉數(shù)據(jù)庫(kù)上分別得到了80％和85％的正確率，考慮到在針對(duì)靜態(tài)人臉圖像這種

3、特征比較明顯的圖像時(shí)，使用兩種方法得到的正確率差距并不大，但是LGBP算子的速度更快，因而本文就采用了耗時(shí)較短的LGBP作為特征提取的方法。
　　2.提出了基于多模型改進(jìn)的ASM方法對(duì)人臉圖像姿態(tài)進(jìn)行矯正
　　在對(duì)人臉關(guān)鍵點(diǎn)的研究中，ASM算法由于簡(jiǎn)潔有效而獲得了廣泛的使用，但是原始的ASM算法并不能處理姿態(tài)有變化的情況下人臉圖像關(guān)鍵點(diǎn)的檢測(cè)問(wèn)題，因而本文提出了基于多模版自適應(yīng)匹配的ASM方法，并利用基于三角剖分的紋理映射的

4、方法，解決了姿態(tài)有變化的人臉圖像不利于特征提取這個(gè)問(wèn)題，并在CMU-PIE數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明對(duì)存在15°以內(nèi)姿態(tài)變化的人臉圖像進(jìn)行矯正能夠得到較好的效果。
　　3.提出了一種基于稀疏表達(dá)的姿態(tài)魯棒人臉圖像性別識(shí)別方法
　　在一個(gè)大型庫(kù)中進(jìn)行分類時(shí)，使用大型庫(kù)本身來(lái)表達(dá)自己的樣本的最合適描述一定是稀疏的，基于這種想法，本文提出了使用稀疏表達(dá)構(gòu)建分類器的方法。在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行特征提取并降維后，構(gòu)建了超完備字典，而