深度度量注意力混合模型表情识别方法

作     者：姚丽莎 

作者机构：安徽新华学院大数据与人工智能学院 

出 版 物：《计算机工程与应用》 (Computer Engineering and Applications)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：安徽省高校自然科学重点研究项目(No.KJ2020A0782) 2023年度安徽省科研编制计划重点科研项目(No.2023AH051806) 

主　　题：注意力 表情识别 卷积神经网络 度量学习 

摘      要：深度学习网络在人脸表情识别中已广泛采用，但因表情图像复杂多变，受光照、个体差异等各个因素的影响，现有方法的识别效果有待提高。为了提高深度学习网络的表达能力，在深度学习网络中，结合面部关键区域的位置特征，提出融合位置信息的深层注意力反馈机制卷积神经网络模型。同时，由于表情特征的类间差异小，为了提高分类器的分类学习能力，引入度量学习方法增强特征的判别性，使同类之间的距离减小，异类之间的距离加大。通过度量学习将面部表情图像的特征映射到具有表情判别性的新的特征空间中，由此判断各表情样本的表情类别。首先，对原图进行人脸检测，确定人脸裁剪出人脸关键区域，去除头发、背景等因素的干扰；其次，通过深层注意力反馈机制的CNN模型对人脸关键区域进行特征学习，学习获得面部表情深度特征，之后引入判别性度量学习方法，通过度量矩阵将特征向量映射为新的学习后的特征向量；最后，将提取的样本表情特征送入全连接层并通过Softmax分类器识别划分到预先定义好的7种基本表情。在CK+和RAF-DB数据库的实验表明，本文方法取得了98.69%和87.68%的平均识别率，提高了分类器的分类学习能力。