基于特征融合的人脸表情识别算法研究-模式识别与智能系统专业论文.docx

I I 合 肥 工 业 大 学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大 学硕士学位论文质量要求。 答辩委员会签名：（工作单位、职称） 主 席：王儒敬 中科院合肥智能机械研究所 研究员 委 员：方贤勇 安徽大学计算机科学与技术学院 教授 檀结庆 合肥工业大学数学学院 教授 汪荣贵 合肥工业大学计算机与信息学院 教授 王晓华 合肥工业大学计算机与信息学院 副教授 导 师：胡 敏 合肥工业大学计算机与信息学院 教授 II II 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写 过 的 研 究 成 果，也 不包 含 为 获 得 合 肥 工 业大 学 或 其 他 教 育 机 构的 学 位 或 证 书 而 使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签字： 李瑞 签字日期： 2013 年 4 月 28 日 学位论文版权使用授权书 本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 合 肥 工 业 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 有 权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人 授权 合肥工业大学 可以将学位论文的全部 或部分论文内容编入有 关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：李瑞 导师签名： 胡敏 签字日期： 2013 年 4 月 28 日 签字日期： 2013 年 4 月 28 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： PAGE PAGE VI 基于特征融合的人脸表情识别算法研究 摘 要 人脸表情 识别是 一项 极富有挑 战性的 研究 课题，由 于其潜 在的 应用价值 ， 受到了许 多学者 的广 泛关注。 随着多 媒体 技术和网 络视频 的发 展，对人 们的情 感分析 ，了 解用户 情 感变得越 来越重 要 。表情识别 的一般 步骤 分为 ：人脸 检测， 特征提取 和表情 分类 三步 ，特征 提取是 这 三步中最 重要的 环节 ,其效果 将直接 影 响人脸表 情的识 别率 。 本文归纳 并分析 了国 内外表情 识别的 典型 方法，对 人脸表 情识 别中的关 键 技术进行 了分析 和总 结，并对多 特征融 合 的人脸表 情识别 算法 进行了深 入研究 ， 本文主要 工作如 下： 1、提出了 基于 Gabor 特征融合 的人脸 表情 算法。首 先根据 三庭 五眼原则 切 割出能有 效表达 人脸 表情的五 官子图 像， 通过对子 图像进 行 Gabor 小 波变换 来 得到表情 的局部 特征 ；然后利 用主成 分分 析法 (Principal Component Analysis， PCA)和 Fisher 线性 变换法(Fisher ’s Linear Discriminants, FLD)计算出局 部特 征对人脸 表情识 别贡 献率的权 值；表 情变 化时人脸 的整个 轮廓 也要发生 变化所 以加入全 局特征 是十 分必要的 ，最后 将局 部和全局 的 Gabor 特 征融合成 一个特 征矩阵作 为表情 识别 的特征。 实验结 果表 明该算法 与基于 全局 Gabor 特 征的表 情算法相 比在识 别率 上有了很 大的提 高。 2、为了 实现高 效的 人脸表情 识别算 法， 本文提出 了基于 高阶 自相关 (Higher-Order Local Autocorrelation Coefficients ，HLAC)特征 融合的人 脸表情 识别算法 。HLAC 特征 能反映图 像内容 固有 的边缘信 息和细 节信 息，对 位移不 敏 感。该算 法首先 运用 25 个 HLAC 特征 模板 来提取局 部图像 和全 局图像的 梯度和 细节特征 ，然后 使用 FLD 算法 来计算 出局 部特征的 权值， 通过 权值将局 部特征 和全局融 合成一 个加 权 HLAC 特征矩 阵，即 WHLAC 特征矩 阵。最后使用 FLD 算法 进行人脸 表情分 类。 实验结果 表明， 该算 法不但具 有较高 的识 别率，而 且具有 良好的实 时性。 关键词 ：表情识别； Gabor 小波；HLAC； 特征融合 Facial Expression Recognition Method Based on Feature Fusion ABSTRACT Facial expression recognition is a very challengi