本書(shū)介紹近年來(lái)人臉識(shí)別領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，如特征提取、表示，機(jī)器學(xué)習(xí)以及模式識(shí)別方法，重點(diǎn)介紹人臉特征的光照預(yù)處理、圖像粒表示與流形學(xué)習(xí)、稀疏表示與字典學(xué)習(xí)、姿態(tài)表情識(shí)別、2D矯正與人臉識(shí)別以及深度學(xué)習(xí)人臉識(shí)別等內(nèi)容。 本書(shū)適合作為人工智能、模式識(shí)別等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生、高年級(jí)本科生的參考教材，也可供相關(guān)方向的科研工作者閱讀參考。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 人臉識(shí)別的目的和意義 1
1.2 人臉識(shí)別的研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 國(guó)際研究動(dòng)態(tài) 2
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 4
1.3 人臉識(shí)別的研究?jī)?nèi)容 5
1.3.1 經(jīng)典的工作 5
1.3.2 最新的動(dòng)向 6
1.4 本書(shū)的主要目的和內(nèi)容安排 7
1.4.1 主要目的 7
1.4.2 內(nèi)容安排 7
參考文獻(xiàn) 8
第2章 人臉特征表示 11
2.1 主成分分析 11
2.2 線性判別分析 12
2.3 最大間距準(zhǔn)則 13
2.4 二維主成分分析 13
2.5 二維線性判別分析 14
2.6 雙向主成分分析 15
2.7 類(lèi)增廣PCA 16
2.8 自適應(yīng)類(lèi)增廣PCA 18
2.9 融合小波變換和自適應(yīng)類(lèi)增廣PCA 20
2.10 二維類(lèi)增廣PCA 21
2.10.1 用2DPCA進(jìn)行預(yù)處理 21
2.10.2 特征矩陣歸一化 22
2.10.3 根據(jù)類(lèi)信息獲得類(lèi)增廣數(shù)據(jù) 22
2.10.4 對(duì)類(lèi)增廣數(shù)據(jù)進(jìn)行2DPCA處理 23
2.11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 23
2.11.1 識(shí)別性能分析 24
2.11.2 時(shí)間和綜合性能分析 26
2.11.3 二維CAPCA的實(shí)驗(yàn) 27
2.12 本章小結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 29
第3章 光照預(yù)處理與自適應(yīng)特征提取 30
3.1 基于小波變換的預(yù)處理 30
3.2 自商圖像 31
3.3 Retinex方法 32
3.4 各向異性光滑處理 34
3.5 同態(tài)濾波 35
3.6 局部對(duì)比增強(qiáng) 37
3.7 基于Curvelet的特征提取 38
3.7.1 Curvelet變換 38
3.7.2 離散Curvelet變換的實(shí)現(xiàn)方法 40
3.8 自適應(yīng)特征的提取 41
3.8.1 候選特征的表示 42
3.8.2 鑒別能力分析與特征選擇 42
3.9 非參數(shù)子空間分析 43
3.10 2DPCA非參數(shù)子空間分析 44
3.10.1 二維主成分分析 44
3.10.2 二維非參數(shù)子空間分析 45
3.10.3 特征提取和分類(lèi) 46
3.11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 46
3.11.1 分塊熵特征表示的性能優(yōu)勢(shì) 46
3.11.2 自適應(yīng)特征選擇 47
3.11.3 不同2DPCA子空間對(duì)2DNSA的影響 49
3.11.4 各種光照預(yù)處理與特征提取方法相結(jié)合對(duì)比分析 50
3.12 本章小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
第4章 流形學(xué)習(xí)與圖像粒計(jì)算方法 59
4.1 等距映射 59
4.2 局部線性嵌入 61
4.3 拉普拉斯特征映射 64
4.4 局部保持投影 65
4.5 流形學(xué)習(xí)算法分析 67
4.6 粒計(jì)算 69
4.6.1 粒計(jì)算的基本組成 69
4.6.2 粒計(jì)算的基本問(wèn)題 70
4.6.3 粒計(jì)算的應(yīng)用研究 71
4.7 圖像粒 72
4.8 基于圖像粒的圖像處理 73
4.9 人臉圖像低維嵌入 74
4.9.1 人臉圖像二維嵌入 75
4.9.2 基于圖像粒的LLE 76
4.9.3 加權(quán)預(yù)處理的圖像粒LLE 79
4.10 基于圖像粒LPP的人臉姿態(tài)和表情分析 83
4.10.1 CMU PIE人臉庫(kù)實(shí)驗(yàn) 83
4.10.2 Frey人臉庫(kù)實(shí)驗(yàn) 86
4.11 本章小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 98
第5章 小波變換與特征提取 100
5.1 二維小波變換 100
5.2 基于小波和流形學(xué)習(xí)的人臉姿態(tài)表情分析 102
5.2.1 圖像特征信息粒 102
5.2.2 基于小波分解的流形算法 103
5.3 Gabor小波特征提取 104
5.3.1 Gabor小波介紹 104
5.3.2 Gabor特征表示 104
5.4 基于Gabor小波的S2DNPE算法 104
5.4.1 有監(jiān)督的二維近鄰保持嵌入 105
5.4.2 GS2DNPE的算法流程 105
5.5 基于Gabor小波的SB2DLPP算法 106
5.5.1 雙向二維局部保持投影 106
5.5.2 有監(jiān)督的雙向二維局部保持投影算法 107
5.6 雙向二維近鄰保持嵌入算法 109
5.7 雙向二維近鄰保持判別嵌入算法 111
5.7.1 投影矩陣的求解 111
5.7.2 特征分類(lèi)識(shí)別 114
5.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 114
5.8.1 基于Gabor小波的S2DNPE算法 114
5.8.2 基于Gabor小波的SB2DLPP算法 119
5.8.3 雙向二維近鄰保持判別嵌入算法 126
5.9 本章小結(jié) 131
參考文獻(xiàn) 132
第6章 稀疏表示與字典學(xué)習(xí) 133
6.1 稀疏表示的模型和求解算法 133
6.2 協(xié)同表示理論 134
6.3 字典學(xué)習(xí) 137
6.4 類(lèi)別特色字典學(xué)習(xí) 137
6.5 類(lèi)別特色字典優(yōu)化 139
6.6 共享字典學(xué)習(xí) 140
6.7 共享字典和類(lèi)別特色字典結(jié)合的分類(lèi)方法 141
6.8 類(lèi)內(nèi)變化字典學(xué)習(xí) 143
6.9 類(lèi)內(nèi)變化字典優(yōu)化 144
6.10 分類(lèi)策略 145
6.11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 146
6.11.1 類(lèi)別特色字典優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 146
6.11.2 算法6-4實(shí)驗(yàn) 155
6.12 本章小結(jié) 164
參考文獻(xiàn) 165
第7章 特征篩選與人臉表情識(shí)別 167
7.1 LBP算子 167
7.2 CLBP算子 168
7.3 DisCLBP算子 169
7.4 基于Fisher準(zhǔn)則改進(jìn)的DisCLBP特征篩選算法描述 170
7.5 基于DisCLBP的人臉表情識(shí)別 173
7.6 特征塊初始化 175
7.7 初次篩選特征塊 177
7.8 再次篩選特征塊并分類(lèi) 178
7.9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 180
7.9.1 DisCLBP的人臉表情識(shí)別實(shí)驗(yàn) 180
7.9.2 篩選特征塊實(shí)驗(yàn) 183
7.10 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 189
第8章 人臉特征點(diǎn)檢測(cè)與2D矯正 191
8.1 牛頓法 191
8.2 從牛頓法推導(dǎo)SDM 193
8.2.1 牛頓法表達(dá)式 193
8.2.2 SDM 194
8.3 人臉特征點(diǎn)檢測(cè)SDM 195
8.3.1 SDM流程 195
8.3.2 SDM流程圖 197
8.3.3 SIFT特征點(diǎn)檢測(cè) 198
8.4 Delaunay三角剖分介紹 202
8.4.1 三角剖分定義 202
8.4.2 Delaunay三角剖分定義 203
8.4.3 Delaunay三角剖分準(zhǔn)則 203
8.4.4 Delaunay三角剖分特性 204
8.4.5 局部最優(yōu)化處理 204
8.5 Delaunay三角剖分算法 205
8.5.1 Lawson算法 205
8.5.2 Bowyer-Watson算法 206
8.6 基于網(wǎng)絡(luò)變形的人臉矯正 209
8.6.1 包圍盒 209
8.6.2 人臉矯正的流程 209
8.6.3 面部變形 209
8.6.4 仿射變換 212
8.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 215
8.7.1 人臉庫(kù)簡(jiǎn)介 215
8.7.2 LFW人臉庫(kù)上的實(shí)驗(yàn) 215
8.7.3 對(duì)比分析 217
8.8 本章小結(jié) 219
參考文獻(xiàn) 220
第9章 人臉特征檢測(cè)與深度學(xué)習(xí) 221
9.1 背投影 221
9.2 特征檢測(cè)和描述 222
9.2.1 Haar級(jí)聯(lián)檢測(cè) 223
9.2.2 HoG 224
9.3 R-CNN系列 225
9.3.1 R-CNN 225
9.3.2 Fast R-CNN 229
9.3.3 Faster R-CNN 232
9.4 BoVW 234
9.4.1 BoVW模型 235
9.4.2 基于BoVW模型的學(xué)習(xí)和識(shí)別 235
9.5 DeepFace 236
9.5.1 DNN架構(gòu)和訓(xùn)練 236
9.5.2 標(biāo)準(zhǔn)化 237
9.5.3 驗(yàn)證度量 238
9.6 基于MT-CNN和FaceNet的算法描述 238
9.6.1 人臉檢測(cè)和識(shí)別的技術(shù)分析 238
9.6.2 MT-CNN 240
9.6.3 FaceNet 242
9.6.4 多實(shí)例模型 243
9.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 244
9.7.1 FaceNet分析 244
9.7.2 多實(shí)例模型分析 247
9.8 本章小結(jié) 250
參考文獻(xiàn) 250
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