论文部分内容阅读
本文的研究重点是基于人脸图像的性别分类问题。人脸图像反映了身份、性别、年龄、种族、表情等很多重要的生物信息。基于人脸的识别研究的学者们大多数关注人脸的身份识别,即只区分出输入人脸图像是谁。这种身份识别系统需要有后台庞大的数据库的支持,对于没有录入数据库的人脸,这种用于人脸身份识别的系统将无能为力。而基于人脸图像的性别识别,是一个两类分类问题,不需要后台庞大数据库的更新和支持。性别识别的系统,不仅有助于提供更个性化的人机交互方式,还可应用于相关的图像监控系统和信息采集系统。从理论意义上来说,对人脸的性别识别的研究也丰富了原有的人脸识别方法,提高人脸识别的准确率和图像检索效率。
基于人脸图像的性别分类研究包括人脸图像预处理,人脸特征提取和性别分类器的设计。本文针对这三个部分展开研究,主要的研究内容和创新成果有:
1)在人脸图像预处理阶段,提出一种基于积分投影和滤波器的人眼定位的方法,很好地确定出人眼的位置,从而可以很好地实现人脸的几何归一化,从而对后续的特征提取和分类提供了保证。
2)研究不同的人脸特征提取的方法,包括PCA,LBP,Gabor小波,PCA-SIFT。根据人脸性别分类的特点,提出了增强性别分类的PCA-SIFT方法,对典型的男女两类脸像分别求投影矩阵,并对输入图像按聚类方法选择投影矩阵,从而很好地找出更具有判别性的特征。
3)深入研究了不同性别分类算法,如RBF神经网络,LDA,SVM和FSVM。对人脸性别识别分类问题引入了模糊的思想,并且基于学习矢量量化网络(LVQ)提出了一种新的隶属度生成方法。该方法应用在FSVM中,可以很好的提高算法的泛化能力。
本文在FERET,CAS-PEAL和BUAA-IRIP三个人脸库上进行比较研究,实验结果表明本文提出的提出了增强性别分类的PCA-SIFT方法可以提取具有判别性的特征,模糊支持向量机的分类器设计方法具备很好的推广能力。