基于稀疏级联回归的快速人脸配准方法及其在移动设备上的应用

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基于稀疏矩阵人脸特征识别

基于稀疏矩阵人脸特征识别稀疏矩阵在人脸特征识别中的应用是一种热门的研究领域。

通过将人脸图像表示为稀疏矩阵，可以减小特征维度，提高识别准确率。

本文将详细介绍基于稀疏矩阵人脸特征识别的原理、方法和应用。

人脸是一种重要的生物特征，具有唯一性和稳定性。

人脸特征识别是一种常见的生物识别技术，广泛应用于安全验证、图像和人机交互等领域。

然而，传统的人脸特征识别方法往往存在维度高、计算复杂度高、易受噪声干扰等问题，难以满足实际应用需求。

稀疏矩阵是一种特殊的矩阵，其大部分元素为零，仅有少量非零元素。

在人脸图像处理中，人脸特征通常是高维度的，但是许多特征并不是都对人脸识别有用，因此可以通过稀疏矩阵对其进行稀疏表示，减小特征维度，提高识别准确率。

基于稀疏矩阵的人脸特征识别方法主要分为两个步骤：稀疏编码和分类器训练。

首先，将人脸图像表示为稀疏矩阵，可以使用一些稀疏字典学习算法，如K-SVD、OMP等。

这些算法通过学习一组稀疏基向量，将原始图像进行线性表示，从而得到稀疏矩阵表示。

这样做的好处是可以减小特征维度，提取出对人脸识别有用的特征。

接下来，使用分类器对稀疏矩阵进行训练和分类。

常用的分类器包括最近邻分类器、支持向量机等。

分类器通过学习一些样本的特征分布规律，对未知的人脸图像进行分类，从而实现人脸识别。

基于稀疏矩阵的人脸特征识别方法已经得到了广泛的应用。

例如，在人脸图像中，可以使用稀疏矩阵对图片进行特征提取，然后通过计算图片之间的相似性进行。

在人脸识别门禁系统中，可以使用稀疏矩阵对人脸进行特征提取，然后通过与数据库中的特征进行比对，实现识别和授权。

总的来说，基于稀疏矩阵的人脸特征识别方法具有特征维度低、计算速度快、鲁棒性强等优点，在人脸图像处理中有着广泛的应用前景。

然而，稀疏矩阵人脸特征识别方法仍然存在一些挑战，如稀疏性约束和字典学习算法的选择等问题。

未来的研究方向可以进一步提高人脸特征识别的准确率和鲁棒性，推动该技术在实际应用中的广泛推广和应用。

基于稀疏相似保持算法的人脸识别

基于稀疏相似保持算法的人脸识别冯海亮;王应健;罗甫林【摘要】鉴于人为选取近邻大小和权重矩阵对局部保持投影(LPP)算法的高维人脸图像特征提取有较大影响，结合稀疏表示原理提出了一种稀疏相似保持(SSP)算法。

SSP算法利用稀疏表示，在全局结构中自适应地选取数据间的相似关系，构建非负稀疏关系图，在低维空间中保持高维原始数据的内在稀疏特性不变，能有效地提取出低维鉴别特征。

在Extend Yale B、CMU PIE人脸数据库上进行实验，其识别率分别达到了87.35%、90.09%，验证了算法的有效性。

%The Locality Preserving Projection (LPP) algorithms have been extensively applied for feature extraction of high dimensional face images, but selecting the neighborhood size and defining the affinity weight have a significant impact on the efficiency of LPP algorithms. In this paper, a new sparse manifold learning method was proposed, called Sparse Similarity Preserving (SSP), for dimensionality reduction of face images. It adaptively selected the similarity relation in the global structure of the data and constructed non-negative sparse graph using the sparse coefficients which reserved the global sparsity and non-linear manifold structure of face images, effectively extracting the low dimensional discriminant features. Experiments on two popular face databases (Extended Yale B, and CMU PIE), whose recognition rate reached 87.35% and 90.09%, demonstratedthe effectiveness of the presented SSP algorithm.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2016(043)006【总页数】6页(P19-24)【关键词】人脸识别;局部保持投影;稀疏图;稀疏相似保持【作者】冯海亮;王应健;罗甫林【作者单位】重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044;重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044;重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言人脸识别是模式识别领域的一个重要研究项目，在人工智能、公共安全等领域具有巨大的应用前景。

稀疏编码在人脸识别中的应用与实用性分析

稀疏编码在人脸识别中的应用与实用性分析人脸识别技术是一种通过对人脸图像进行分析和处理，从而实现对人脸身份的识别的技术。

在现代社会中，随着科技的不断进步，人脸识别技术已经被广泛应用于各个领域，如安全监控、人脸支付等。

而稀疏编码作为一种重要的信号处理技术，也逐渐在人脸识别中得到了应用。

稀疏编码是一种将高维数据表示为低维稀疏向量的方法，其基本思想是通过选择少量的基向量来表示原始数据，从而实现数据的降维与压缩。

在人脸识别中，稀疏编码可以有效地提取人脸图像的关键信息，从而实现对人脸的准确识别。

首先，稀疏编码可以通过对人脸图像进行特征提取，提取出人脸的重要特征，如眼睛、鼻子、嘴巴等。

这些特征在人脸识别中具有重要的作用，可以帮助识别算法更好地区分不同的人脸。

通过稀疏编码，可以将原始的高维人脸图像表示为低维的稀疏向量，从而减少了计算量和存储空间的消耗，提高了人脸识别的效率和准确率。

其次，稀疏编码可以通过对人脸图像进行降噪处理，提高人脸识别的鲁棒性。

在现实应用中，人脸图像往往会受到光照、遮挡等因素的影响，导致图像质量下降，从而影响人脸识别的效果。

稀疏编码可以通过对图像进行降噪处理，去除图像中的噪声，从而提高人脸识别的鲁棒性和稳定性。

此外，稀疏编码还可以通过对人脸图像进行特征融合，提高人脸识别的准确率。

在实际应用中，往往需要将多个特征进行融合，以提高识别算法的性能。

稀疏编码可以将不同的特征表示为稀疏向量，然后通过对这些向量进行加权融合，得到最终的特征表示。

这种融合方式可以提取出更加丰富和准确的特征信息，从而提高人脸识别的准确率和鲁棒性。

然而，稀疏编码在人脸识别中的应用也存在一些挑战和限制。

首先，稀疏编码的计算复杂度较高，需要大量的计算资源和时间。

这对于实时应用来说是一个挑战，需要进一步优化算法和提高计算效率。

其次，稀疏编码对参数的选择较为敏感，不同的参数选择可能导致不同的结果。

因此，如何选择合适的参数成为了一个重要的问题。

基于稀疏表示的人脸识别算法研究

基于稀疏表示的人脸识别算法研究基于稀疏表示的人脸识别算法研究摘要：人脸识别技术在当今社会中得到广泛应用。

本文以稀疏表示方法为基础，对人脸识别算法进行了研究。

首先介绍了人脸识别的重要性和应用现状，然后详细解释了稀疏表示的原理和方法。

接着，结合实例介绍了基于稀疏表示的人脸识别算法的流程和实现步骤。

最后，通过一系列实验证明了基于稀疏表示的人脸识别算法在精确性和鲁棒性方面的优势。

关键词：人脸识别；稀疏表示方法；算法研究；精确性；鲁棒性一、引言人脸识别技术是一种通过对人脸图像的分析和处理，将其与已知的人脸进行比较，从而实现对人脸的自动识别的技术。

人脸识别技术广泛应用于安防领域、身份验证、社交网络等众多领域。

然而，由于人脸图像的复杂性和多变性，如何提高识别率和鲁棒性成为了人们关注的焦点。

二、稀疏表示方法的原理和方法稀疏表示是一种通过使用尽可能少的非零系数来表示某个样本的方法。

稀疏表示方法的本质是通过构建一个字典，使得样本可以用该字典中的少数几个原子线性组合来表示。

通过求解最小化稀疏表示误差的优化问题，可以得到样本的稀疏表示。

三、基于稀疏表示的人脸识别算法的流程和实现步骤1. 数据预处理：对于一幅人脸图像，需要对其进行预处理，包括灰度化、尺度归一化、对齐等。

2. 字典训练：构建用于稀疏表示的字典，可以使用训练集中的人脸图像作为字典的基底。

3. 稀疏表示：对于待识别的人脸图像，使用字典中的原子进行稀疏表示，得到稀疏系数矩阵。

4. 识别决策：通过计算待识别图像与数据库中已知人脸图像的稀疏系数之间的相似度，进行人脸识别决策。

四、基于稀疏表示的人脸识别算法的实验结果通过对多个数据集上的实验证明，基于稀疏表示的人脸识别算法具有较高的精确性和鲁棒性。

实验结果表明，在不同光照、姿态和表情等复杂情况下，基于稀疏表示的人脸识别算法仍然能够取得较好的识别效果。

另外，与传统的人脸识别算法相比，基于稀疏表示的算法在准确性和计算效率上都有显著的提升。

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中图法分类号
ＦａｓｔＦａｃｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＳｐａｒｓｅＣａｓｃａｄｅＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎＭｏｂｉｌｅＤｅｖｉｃｅｓ
ＤＥＮＧＪｉａｎ－ｋａｎｇＹＡＮＧＪｉｎｇＳＵＮＹｕ－ｂａｏＬＩＵＱｉｎｇ－ｓｈａｎ
（ｃｈｓｏｏ１ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ）
特征快速定位眼角、嘴角和鼻尖的关键点，估计出人脸的姿态，旋正人脸图像；然后，根据人脸的姿态，选择相应的正脸
或侧脸模型，进行稀疏约束的级联回归配准，定位人脸关键点。大量实验结果表明，提出的配准方法精度高、速度快、
模型小。在三星Ｎｏｔｅ３智能手机上，每幅人脸图像的配准时间在１０ｍｓ左右，整个ａｐｋ文件大小仅为４ＭＢ，非常适合
移动平台的人 Байду номын сангаас 应用。
关键词
移动平台，快速人脸配准，级联回归，稀疏约束ＴＰ３９１．４文献标识码ＡＤＯＩ１０．１１８９６／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２ — １３７）（．２０１５．１０．０６１
第４２卷第１Ｏ期２０１５年ｌＯ月
计
算
机
科
学
ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．１０Ｏｃｔ２０１５
基于稀疏级联回归的快速人脸配准方法及其在移动设备上的应用
邓健康杨静孙玉宝刘青山
（南京信息工程大学信息与控制学院南京２１００４４）
摘要如何在计算和存储能力受限的移动平台上实现高效的人脸配准是移动平台人脸应用需要解决的关键问题。
主要研究了移动平台上的快速人脸配准问题，为了降低配准模型的计算与存储要求，提出了稀疏约束的级联回归模型。该模型采用稀疏性约束学习回归矩阵，不但能够筛选鲁棒的特征，而且模型的存储空间被压缩到原来的５左右。基于稀疏级联回归模型，进一步构建了移动平台上人脸配准的快速算法。首先，在人脸检测的基础上，利用二值
ｔｕｒｅｓ。ｂｕｔａｌｓｏｃｏｍｐｒｅｓｓｔｈｅｍｏｄｅｌｓｉｚｅｔｏａｂｏｕｔ５
ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｏｄｅ１．Ｗｅｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｈｅｆａｓｔ
ＡｂｓｔｒａｃｔＥｆｆｉｃｉｅｎｔｆａｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｉｓｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒｔｈｅｆａｃｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｍｏｂｉｌｅｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈｈａｓｌｉｍｉｔｅｄ
ｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｓｔｏｒａｇｅｃａｐａｃｉｔｙ．ＷｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｆａｓｔｆａｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｏｎｔｈｅｍｏｂｉｌｅｐｌａｔｆｏｒｒｒａＴｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｓｔｏｒａｇｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｆａｃｅａｌｉｇｍｅｎｎｔ，ｓｐａｒｓｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｃａｓｃａｄｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｓｐａｒｓｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｌｅａｒｎｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍａｔｒｉｘ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｓｅｌｅｃｔｔｈｅｒｏｂｕｓｔｆｅａ —