文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
面部表情识别方法研究
姓名:崔洁
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:冯晓毅
20060301
摘要关键词:面部表情,局域二值模式郊斗掷啵负文P推ヅ浞情感计算是国际上近几年刚刚兴起的、试图使计算机能够像人类那样具有理解和表达情感能力的一个多学科交叉的新研究领域,在智能人机交互中起着重要作用。由于人的情感主要通过面部表情等来表达,近些年来面部表情分析引起了很多计算机视觉研究者的兴趣。同时,面部表情分析是一个人工智能、计算机视觉、图像处理、心理学、认知学等多学科交叉的研究领域,其研究对这些学科尤其是人工智能学科的研究有较大的推动作用。面部表情识别分为人脸检测、特征提取和表情分类三部分。目前在这三个方面科学家们都进行了很多研究,但这三方面尤其是特征提取和表情分类方面的问题仍未得到很好解决。本文探索一种新的人脸表情识别方法。在特征提取方面,利用局域二值模式际踅忻娌课评硖卣魈崛。锰卣鹘先菀椎玫剑夷芙虾玫孛枋鋈脸特征。在表情分类方面,采用由粗略到精确的表情分类方案。在粗略分类阶段,利用卡方值测量测试样本与各个表情模板问的差异,实现从七类表情分类到两类表情分类的粗略分类。在精确分类阶段,采用多模板对、加权卡方值和捉域分类器相结合的方法来实现最终的表情分类。本文方法首先用于灰度图像中人脸的表情识别。采用菘庵杏个人表现的砬橥枷裱橹じ梅法的有效性,⑾嗤库划分的其他方法。本文方法还用于彩色图像中人脸表情的全自动识别。实验结果验证了方法的有效性。两北工业大学硕士学位论文
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第一章绪论选题背景人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式是人机交互的发展方向,研究者们也正在努力让未来的计算机能听、能看、能说、能感觉。情感计算就是国际上近几年刚刚兴起的、试图使计算机能够像人类那样具有理解和表达情感的能力的一个多学科交叉的新的研究领域。具有情感能力的智能人机交互将为计算机的未来应用展现一种全新的方向。人的情感主要通过面部表情、姿态和语言来表达,而且%的情感信息是通过人的面部表情表达的。因此,近些年来面部表情自动分析引起了很多计算机视觉研究者的兴趣。从世纪年代起,对于从静态的面部图像或图像序列中进行面部表情分析,就产生了很多种不同的解决办法。我国、“十五”计划及“十一五”计划均将人机的和谐自然交互研究列为重要内容,主要研究基于语音和笔等的人机交互技术。作为和谐人机交互领域中不可或缺的情感计算的理论研究近几年才开始进行,国家自然基金委年将情感计算理论与方法研究列为面上重点项目,该项目主要研究多模态肆场语言、姿态的综合楦屑扑愕幕纠砺酆驼蹇蚣堋F渌蟮墓已芯考苹尚未出现该方面课题。但从人机交互的发展趋势、国家以前计划中对和谐自然人机交互的重视及自然基金中出现的情感计算重点项目来看,在不久的将来国家很可能在该方面有大的研究计划。面部表情不仅是人们常用的较自然的表现情感的方式,也是人们鉴别情感的主要标志,在情感计算中具有很重要的地位。人机交互要实现自然和谐的交流,计算机对表情信息的获取及分析是必备的,因此,面部表情识别方法的研究是有待继续发展的。由于计算机视觉技术具有非侵入性、被动性、廉价、自然等优点,自然就成为面部表情识别中的主要技术。对计算机视觉技术、图像分析和模式识别技术的深入研究,可以促进面部表情识别方法研究的发展。同时,面部表情分析是一个人工智能、计算机视觉、图像处理、心理学、认知学等多学科交叉的研究领域,其研究对这些学科尤其是人工智能学科的研究有较大的推动作用。西北荡笱妒垦宦畚
研究意义及应用前景计算机在处理图形图像方面的优异性,得到了很多专家和学者的重视,从而促进了更加真实和自然的人机交互系统的发展。为了使计算机更好的获取人类面部的信息,进而对人类做出回应,实现完整的人机交互,关键的问题之一就是计算机对人类面部表情的识别。人的面部表情识别对具有情感能力的自然友好的人机交互有着重要意义。同时,面部表情分析是一个人工智能、计算机视觉、图像处理、心理学、认知学等多学科交叉的研究领域,其研究对这些学科尤其是人工智能学科的研究有较大的推动作用。面部表情的分析具有广泛的应用前景,如自然和谐的人机交互、心理学研究、远程教育、安全驾驶、公共场合安全监控、辨别谎言、电脑游戏、临床心理学、精神病学、疼痛诊断、情感和辅助语言交流、神经病学等方面。下面列举三个应用实例:应用实例一:司机安全驾驶智能监控系统。道路安全是当今全球关注的热点问题之一。随着我的不断提高,枫动车和驾驶员数量大幅度增加,道路交通事故居高不下,超速、超员、酒