基于因子分析和姿态迁移的非正面表情识别算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61702464
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0605.模式识别与数据挖掘
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Most existing facial expression recognition methods only focus on the frontal or nearly frontal view facial images. The restraint imposed on head movements impedes the development of facial expression recognition. In this proposed project, we address the issues on the facial expression images with head rotations. Specifically, we investigate the factor analysis algorithm and transfer learning algorithm for non-frontal view facial expression recognition. On one hand, the factor analysis-based algorithm proposed for facial expression recognition under small head pose. By utilizing abrupt motion tracking, salient facial expression patches and factor analysis algorithms, the proposed method can extract the facial expression features from salient facial expression patches, and subsequently reduce the interference caused by different individual appearance, gender, age and other factors. On the other hand, we propose a second algorithm which employs a fashion of pose transfer to construct non-frontal view facial expression classification model to handle large head pose. This method is capable of extracting global and local facial expression features from human face images, and obtaining the facial expression information from different individuals with different head poses via feature fusion. Then based on the transfer learning theory, we can complete the knowledge transfer under the complex environment. Consequently, we improve the facial expression classification accuracy and generalization under head rotations. In summary, this project offers new research methods and techniques to achieve non-frontal view facial expression recognition, and contribute to the community of facial expression recognition.
人脸表情识别研究目前局限于正面或接近正面的人脸表情图像,限制了人类的头部运动,不利于人脸表情识别的智能化发展。本项目以头部偏转状态下的人脸表情图像为研究对象,分别从因子分析方法和姿态迁移方法入手,开展对非正面人脸表情识别的研究。针对小幅度头部偏转的人脸表情图像,提出了基于因子分析的非正面人脸表情识别算法。该方法以大位移目标跟踪、表情显著性区域检测和因子分析方法为基础,提取人脸表情显著性区域的特征,降低了不同个体的外貌、性别、年龄等因素对人脸表情识别的干扰。针对大幅度头部偏转的人脸表情图像,构建基于姿态迁移的非正面人脸表情分类模型。该方法提取面部图像的整体和局部表情特征,依靠特征融合方法获取不同人不同姿态的表情信息,进而通过迁移学习理论,完成复杂环境下的知识迁移,提高算法的识别率和推广性。本项目研究为实现非正面人脸表情识别提供了新的方法和技术手段,对促进人脸表情识别的实用化发展具有积极作用。

结项摘要

非正面人脸表情识别减少了对使用者头部偏转的限制,是人脸表情识别技术实用化发展的重要研究方向之一。本项目主要从三个方面开展非正面表情识别研究:适用于非正面人脸表情图像的表情显著性区域检测方法、依靠因子分析的非正面人脸表情识别方法,以及基于迁移学习的非正面人脸表情识别方法。在项目执行期间,共发表了学术论文15篇,其中SCI收录的论文9篇,EI收录的论文3篇,中文核心论文3篇;授权专利4项;培养硕士研究生9人,其中7人已毕业。通过项目的执行,我们在三个研究内容上都获得了重要进展。(1)在显著性区域检测方面,提出了一种非正面表情显著性区域检测方法;(2)针对小幅度偏转的表情图像,提出了基于因子分析的非正面表情识别方法。该方法在姿态、身份等众多变量中,寻找潜在的表情因子,降低了上述因素对表情识别的干扰;(3)针对大幅度偏转的人脸表情图像,构建了基于迁移学习的非正面表情识别方法。通过不同头部偏转条件下人脸表情图像的知识迁移,提高了分类器对大幅度偏转图像的表情识别率。上述研究成果,对非正面人脸表情识别的发展和应用具有重要的理论指导意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
结合金字塔和局部二值模式的遥感图像分类
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    现代电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴庆岗;赵伊兰;夏永泉;李灿林
  • 通讯作者:
    李灿林
Remote Sensing Image Classification based on Fusion of ATLTP and Tamura Texture Features
基于ATLTP和Tamura纹理特征融合的遥感图像分类
  • DOI:
    10.23940/ijpe.20.01.p7.5966
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Performability Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qinggang Wu;Yilan Zhao;Qiuwen Zhang;Bin Jiang
  • 通讯作者:
    Bin Jiang
A survey on sentiment analysis and opinion mining for social multimedia
社交多媒体情感分析与意见挖掘综述
  • DOI:
    10.1007/s11042-018-6445-z
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Multimedia Tools and Applications
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Zuhe Li;Yangyu Fan;Bin Jiang;Tao Lei;Weihua Liu
  • 通讯作者:
    Weihua Liu
Adaptive CU Split Decision Based on Deep Learning and Multifeature Fusion for H.266/VVC
基于深度学习和多特征融合的H.266/VVC自适应CU分割决策
  • DOI:
    10.1155/2020/8883214
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Scientific Programming
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jinchao Zhao;Yihan Wang;Qiuwen Zhang
  • 通讯作者:
    Qiuwen Zhang
Adaptive CU partition and early skip mode detection for H.266/VVC
H.266/VVC 的自适应 CU 分区和早期跳过模式检测
  • DOI:
    10.1007/s11042-020-10252-6
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Multimedia Tools and Applications
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Qiuwen Zhang;Yihan Wang;Bin Jiang;Xiao Wang;Rijian Su
  • 通讯作者:
    Rijian Su

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其他文献

人工智能在胶囊内镜中的应用现状与前景
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国实用内科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王奇雯;蒋斌;潘骏;廖专;李兆申
  • 通讯作者:
    李兆申
中国大陆主要盆山耦合系统及其特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩性油气藏
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑荣才;蒋斌;李凤杰
  • 通讯作者:
    李凤杰
粗糙度对大高宽比槽道内流动影响的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    计算物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘东;蒋斌;刘明侯
  • 通讯作者:
    刘明侯
鄂尔多斯拗陷湖盆缓坡型三角洲前缘沉积微相分带及成因分析—以定边-安边地区延长组长 6 油组为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    矿物岩石
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李凤杰;蒋斌;赵俊兴
  • 通讯作者:
    赵俊兴
微涡旋絮凝作用原理及其应用,1-多极涡流管式混合器的设计与混合效能的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋斌;栾兆坤;汤鸿霄
  • 通讯作者:
    汤鸿霄

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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