基于提升小波與FLD的人臉表情識(shí)別算法研究.pdf

1、人工情感是人工智能的一部分，它是使用人工的方法和技術(shù)來(lái)模仿、延伸和擴(kuò)展人類的情感。由于機(jī)器人在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們需要機(jī)器人具有智能性，自主性和互動(dòng)性的特點(diǎn)，要使人工情感的實(shí)現(xiàn)成為可能?；谟?jì)算機(jī)視覺的人臉表情識(shí)別是人工情感研究中的一個(gè)重要組成部分。人臉表情識(shí)別是一個(gè)涉及心理學(xué)、生物信息科學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的交叉學(xué)科，自20世紀(jì)80年代問世以來(lái)受到了廣泛關(guān)注。
　　 人臉表情識(shí)別系統(tǒng)主要包

2、括三個(gè)部分:人臉檢測(cè)，特征提取和分類。其中，特征提取是最重要的部分，它直接影響到最終的識(shí)別結(jié)果。
　　 影響表情識(shí)別率的因素有以下幾方面，一是受到外部環(huán)境的影響，如光照、角度、遮擋物和臉部位置等干擾因素;二是人臉表情豐富，表情的變化細(xì)微而復(fù)雜;三是人類對(duì)表情的控制能力有限，對(duì)表情變化特點(diǎn)的概括也有限。為了解決表情識(shí)別面臨的諸多困難，提高識(shí)別率降低識(shí)別時(shí)間，國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者做出了很多創(chuàng)新，提出了很多識(shí)別效果很好的新型算法，使得表

3、情識(shí)別領(lǐng)域仍然具有重要的科研價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。
　　 在識(shí)別方面的一些經(jīng)典算法，已被應(yīng)用于表情識(shí)別的領(lǐng)域，并具有很好的效果，如主成分分析(PCA)，獨(dú)立分量分析(ICA)，F(xiàn)isher線性判別(FLD)。本文提出一個(gè)新的面部表情特征提取方法，基于提升小波和FLD的算法。
　　 提升小波的優(yōu)勢(shì)在于，其變換可以在空間域完全實(shí)現(xiàn)，具有空間域局部性的特征，有利于表情細(xì)節(jié)特征的提取;而且提升小波結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量低、原位運(yùn)算、存

4、儲(chǔ)空間較小，有利于硬件實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中將低頻分量與高頻分量相結(jié)合，同時(shí)保留了表情的概貌與細(xì)節(jié)，獲得更多的表情信息。
　　 新算法的主要步驟如下:首先，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖像中的人臉進(jìn)行處理，也就是對(duì)臉部特征點(diǎn)進(jìn)行歸一化處理，最終得到的圖像有相同的尺寸、方差和灰度均值。其次，將人臉表情圖像通過提升小波變換處理，獲得的圖像中包含主要表情信息。其次，改進(jìn)Fisher線性判別(FLD)用來(lái)進(jìn)行特征提取，得到人臉表情圖像的