收稿日期:2019-04-22 修回日期:2019-08-23 网络出版时间:2019-12-05
基金项目:国家自然科学基金面上项目(61572083)
作者简介:张雪梅(1993-),女,硕士,研究方向为情感计算、表情识别;公维宾,博士,讲师,研究方向为图像处理情感计算。
网络出版地址:http:/ / kns. cnki. net / kcms / detail / 61. 1450. TP. 20191205. 1133. 048. html
基于纹理特征融合的人脸表情识别
张雪梅,公维宾,邬建志,王 超
(长安大学 信息工程学院,陕西 西安 710064)
摘 要:局部二值模式(LBP)和韦伯局部描述算子(WLD)是两种图像的纹理描述算子,在图像的特征提取方面有较强的
能力。 为了更加准确地对人脸表情进行识别与分类,针对 LBP 在特征提取的过程中只考虑了中心像素点与周围的其他像
素点的灰度值之差,WLD 仅考虑中心像素点与周围像素点灰度值之间的激励强度与梯度方向关系的问题,提出一种新的
特征提取算法—局部二值韦伯模式(LBWP)。 首先对图像进行预处理,检验人脸和裁剪有效的表情区域,接着对图像进行
LBWP 特征提取,在特征提取之后采用 SVM 的分类器对表情进行识别和分类。 该算法在 CK+数据集和 JAFFE 数据集上
进行实验仿真,识别率分别达到了 97. 14% 和 95. 77% 。 实验结果验证了 LBWP 算法在表情识别方面的有效性,且丰富了
人脸图像特征提取方法。
关键词:人脸表情识别;局部二值模式;韦伯局部描述符;特征融合;支持向量机
中图分类号:TP391. 4 文献标识码:A 文章编号:1673-629X(2020)03-0057-05
doi:10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2020. 03. 011
Facial Expression Recognition Based on Texture Feature Fusion
ZHANG Xue-mei,GONG Wei-bin,WU Jian-zhi,WANG Chao
(School of Information Engineering,Chang'an University,Xi'an 710064,China)
Abstract:Local binary pattern (LBP) and Weber local descriptor (WLD) are two kinds of texture descriptors,which have strong ability
in feature extraction. In order to recognize and classify facial expressions more accurately,for these problems that LBP only considers the
difference of gray value between the center pixel and other surrounding pixels in the process of feature extraction, and WLD only
considers the relation between the intensity of excitation and the direction of gradient between the center pixel and the gray value of the
surrounding pixel,a new feature extraction algorithm is proposed,which is local binary Weber model (LBWP). Firstly,the image is pre-
processed to verify the face and clip effective expression area, and then the image is extracted with LBWP features. After feature
extraction,the facial expression is recognized and classified by SVM classifier. The algorithm is simulated on CK+ dataset and JAFFE
dataset,and the recognition rate reaches 97. 14% and 95. 77% respectively. Experimental results verify the effectiveness of LBWP in
facial expression recognition,and enrich the face image feature extraction methods.
Key words:facial expression recognition;local binary mode;Weber local descriptor;feature fusion;support vector machine
0 引 言
21 世纪是人工智能大爆发的时代。 随着现代化
科学技术的发展趋于智能化,计算机视觉与智能化设
备越来越频繁地进入人们的生活,情感计算成为了当
今一个新的研究热点。 情感识别是情感计算的一个重
要研究部分,而人脸的丰富细微变化可以很好地识别
人 类 的 情 绪。 人 脸 表 情 识 别 ( facial expression
recognition,FER)是实现人机交互的重要一步,也是情
感计算的基础部分。
目前,FER 的技术路线主要是图像预处理、特 征
提取、表情识别与分类。 特征提取在人脸的表情识别
中具有 重 要 的 影 响, 目 前 主 流 的 特 征 提 取 方 法 有
Gabor 滤波器
[1]
、尺度不变特征转换(SIFT)
[2]
、定向梯
度直方图( HOG)
[3]
、线性判 别分析 ( LDA)
[4]
和 LBP
和 WLD 纹理特征等。 纹理特征能够很好地描述人脸
表情的变化。
文献[5]使用 LBP 纹理信息对面部表情的关键点
进行特征提取。 文献[6] 对人脸提取 Gabor 特征,然
后通过 LBP 和 LPQ 特 征 编 码 进 行 特 征 提取。 文 献
[7]采用了 LBP 方法对不同表情状态下的人脸进行识
第 30 卷 第 3 期
2020 年 3 月
计 算 机 技 术 与 发 展
COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT
Vol. 30 No. 3
Mar. 2020
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