遮挡条件下基于卷积神经网络的鲁棒表情识别方法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sfx158158
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人脸表情包含丰富的情感信息,表情识别在人工智能、智能安防等领域有广阔的前景。目前,表情识别的研究主要集中在以正面无遮挡的表情图像为对象,但遮挡在现实生活中是不可避免的,从而致使表情识别的识别率下降和鲁棒性差。因而,针对在遮挡条件下的表情识别的研究已成为计算机视觉应用领域的研究热点。
  本文主要针对在遮挡条件下进行表情识别研究。从表情特征提取,卷积神经网络设计,增强算法对遮挡的处理能力入手,针对表情识别中遮挡问题进行了一系列的工作。研究难点包括以下两个方面:
  (1)当在遮挡确定条件下,传统表情识别特征提取方法不能很好的描述表情特征,识别率下降较大,如何最大程度的提高表情识别率是该方向难点。
  (2)当在遮挡不确定条件下,由于遮挡可以出现在人脸的任何地方,遮挡的形状也是未知的,没有任何关于遮挡的先验知识,如何改善表情识别的鲁棒性是该方向的难点。
  针对以上问题,本文在前人研究的基础上,提出了相应的解决方案,具体来说,本文的贡献和创新点主要包括如下:
  (1)针对遮挡确定条件下,本文依据深度学习在特征提取的优势,逐层地构建一个多层的深度神经网络,通过使用可训练的卷积核提取隐式的特征,让计算机独立地从样本数据中学习到表征这些样本的更加本质的特征,采用池化层对提取的隐式特征进行降维处理,最后采用Softmax分类器进行分类识别。设计了针对不同遮挡的卷积神经网络模型CNN-7,并设置了最优的卷积神经网络模型参数。
  (2)针对遮挡不确定条件下,本文利用卷积神经网络在鲁棒性的优势,通过设计针对在遮挡不确定下的卷积神经网络模型RCNN(Robust Convolution Neural Network),并设置了最优的模型参数,通过RCNN卷积神经网络进行人脸表情识别,改善了在遮挡不确定条件下表情识别的鲁棒性。
其他文献
随着计算机控制技术的发展以及控制实验平台的深入改革,各高校实验室和研究所对于计算机控制实验系统的要求越来越高。如何满足用户不受时间、地域限制,允许多用户同时在线实验,借助互联网优势实现实验室固有硬件资源效能最大化日益成为研究的热点。云计算与大数据的出现为实验平台改革提供一个良好契机。目前,大多数实验平台存在上述开放性不足的问题,基于计算机控制系统课程,提出了基于云端服务的开放式计算机控制实验系统的
现代工业过程中,随着自动化水平和计算机技术的不断发展,工业系统的规模和复杂程度逐步增大,对其建立较为精确的模型也更加困难,而且复杂的工况使得每一种故障的发生存在多个成因。由于故障之间的相关性,当一种故障发生后,可能会引起系统中其他部分异常,从而发生多故障并发的情况,由于故障之间的耦合特性,多故障诊断比单故障诊断难度更大。因此如何完整诊断出系统中存在的多个具有耦合特性的故障,提升系统的可靠性,保证复
目前,油田广泛采用有杆泵采油的方式,抽油泵等设备大多工作于野外,地理位置分散且井下的工况十分复杂,这将导致采油故障时有发生。传统依靠人工巡视检查油井工作状况的方法不能及时发现故障并采取措施,会造成无法估量的损失。示功图能够反映出有杆泵抽油井的工作状态,在各种工况下有不同的图形表示,能够有效地反映出抽油井的故障。本文以示功图为研究对象,通过对示功图进行分析来对抽油井的故障进行分类识别。  首先,分析
学位
伴随着科技的发展,工业正悄然经历着从工业自动化向信息、知识自动化的转变,人、机器、数据将实现完美的融合。同时,矿产资源短缺、优质矿物数量下降、高品位矿石稀缺等矿产资源现状严重制约着我国国民经济的发展。如何实现工业生产过程中无法在线测量的关键质量参数的预测,已经成为工业界及控制界的研究热点。本文针对湿法冶金过程金泥品位的预测展开研究,实现金泥品位的在线预测。  复杂工业生产过程中关键质量参数的预测方
学位
湿法冶金是从原料中分离并提取有价金属的过程,比传统的火法冶金拥有更高效清洁、金属回收率高、工艺灵活性大、适用于低品位复杂金属矿产资源回收等优势。针对我国矿产资源贫矿多、杂质含量高、复杂度高的特点,湿法冶金工艺对于提高矿产资源的综合利用率以及减少环境污染,有着重大的意义。但是,湿法冶金工艺流程具有干扰因素多、变量多且变量间强耦合、非线性等特征。在实际工业生产过程中,由于测量、材料特性等造成的误差或由
学位
在实际的工业生产过程中,时滞现象是普遍存在的,许多含时滞环节的被控对象都可以近似成一个二阶纯时滞模型进行分析研究。由于时滞现象的存在往往会导致系统的被控量无法及时地反应控制系统的当前状态,影响控制系统的动态性能有时甚至影响系统的稳定性。因此给关于时滞系统的分析及控制器设计增加了难度。另一方面,随着近些年来计算机技术的快速发展,离散系统在工业控制领域得到了广泛应用,使得关于离散时滞系统的分析与控制成
学位
风力发电机使用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)方法以实现低风速时的最大风能捕获。由于大功率风力发电机的出现,原有的MPPT方法使得大功率风力发电机的风能捕获效率大幅下降。这是因为大功率风力发电机具有传动系统柔性和大惯量的新特性。叶尖速比法由于具有风能捕获效率高的优点从而成为MPPT方法的典型代表。现有的叶尖速比法或由于过度依赖数学模型而难以在实际
多源信息融合在军事和民用领域展现出了广阔的应用前景,但是由于多源信息的复杂性及系统中存在的诸多不确定性因素,不确定信息的处理问题逐渐凸显,成为各领域信息融合系统所面临的共同问题。D-S证据理论作为一种重要的信息融合方法,在不确定信息的表示和推理方面具有优势,但在实际融合系统的应用中还面临着证据基本概率分配函数的构造问题以及融合过程中巨大的计算量问题。本文针对这两方面问题开展研究,以期D-S证据理论
稀土是关系国家经济发展和国防安全的关键性战略资源,在国防军事、工业生产、石油化工、新型材料等领域有着广泛应用。随着稀土资源的储量锐减,供需矛盾日益明显,为实现供需平衡,科学、高效地提高稀土资源利用率成为当前研究的重点。  本文主要围绕稀土全流程生产调度问题进行研究。在深入了解稀土生产流程和工艺的基础上,采用连续时间建模的方式建立基于单元事件点的稀土生产调度模型;针对稀土产品需求不确定的特点,引入稀
学位
板坯库是连接炼钢-连铸和热轧生产的中间缓冲环节。板坯倒垛物流作业是针对板坯库内提取目标板坯时,需要将阻碍目标板坯移出的倒垛板坯分配至新的位置存放过程。过多倒垛会降低吊机的利用率,延长目标板坯的提取时间,影响后续热轧工序的正常生产。科学合理的板坯倒垛方案有利于减少倒垛次数,降低物流成本,提高物流设备的使用效率。因此,研究板坯倒垛优化问题对降低钢铁企业物流成本具有重要的实用价值。  与已有研究该问题的
学位