基于自适应卷积和注意力融合的ResNet人脸表情识别方法
(太原师范学院 计算机科学与技术学院,山西 晋中 030619)
摘要
在实际应用中,人脸图像受光线、遮挡和姿态等因素影响,表情识别准确率较低。为此,提出一种融合自适应卷积和注意力机制的表情识别方法。该方法基于ResNet34网络,引入自适应卷积(AKConv)模块以捕捉多尺度特征,并整合注意力混合(ACmix)机制提升分类精度。同时,采用滑动损失(SlideLoss)替代传统交叉熵损失函数,解决数据不平衡问题。实验结果表明,该模型在FER2013数据集上达到75.21%的准确率,验证了其有效性和优越性,为表情识别领域提供了新思路和方法。
关键词
ResNet;面部情绪识别;深度学习;注意力机制
参考文献
- [1] 赵晓,杨晨,王若男,等.基于注意力机制ResNet轻量网络的面部表情识别 [J].液晶与显示,2023,38(11):1503-1510.
- [2] MEHRABIAN A,WEINER P,GOODENOUGH L. Explorations in Personality [M].New York:Wiley,1971:84-96.
- [3] EKMAN P,FRIESEN W V. Constants Across Cultures in the Face and Emotion [J].Journal of Personality and Social Psychology,1971,17(2):124-129.
- [4] DALAL N,TRIGGS B. Histograms of Oriented Gradients for Human Detection [C]//Proceedings of the 2005 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'05).Washington:IEEE,2005:886-893.
- [5] OJALA T,PIETIKAINEN M. Multiresolution Gray-Scale and Rotation Invariant Texture Classification with Local Binary Patterns [J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2002,24(7):971-987.
- [6] TURK M,PENTLAND A. Eigenfaces for Recognition [J].Journal of Cognitive Neuroscience,1991,3(1):71-86.
- [7] LECUN Y,BENGIO Y,HINTON G. Deep Learning [J].Nature,2015,521(7553):436-444.
- [8] HINTON G,SUTSKEVER I,TARVALSEN A. Improving Neural Networks by Preventing Co-Adaptation of Feature Detectors [J/OL].arXiv:1207.0580 [cs.NE].(2012-07-03).https://arxiv.org/abs/1207.0580?context=cs.LG.
- [9] KRIZHEVSKY A,SUTSKEVER I,HINTON G. ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks [C]//Proceedings of the 25th International Conference on Neural Information Processing Systems-Volume 1 (NIPS'12).Lake Tahoe:Curran Associates Inc,2012:1097-1105.
- [10] SIMONYAN K,ZISSERMAN A. Very Deep Convolutional Networks for Large-Scale Image Recognition [J/OL].arXiv:1409.1556 [cs.CV](2015-04-10). https://arxiv.org/abs/1409.1556.
- [11] 袁浪.基于深度学习的地物目标变化检测与矢量化 [D].成都:电子科技大学,2021.
- [12] 郭昕刚,程超,沈紫琪.基于卷积网络注意力机制的人脸表情识别 [J].吉林大学学报:工学版,2024,54(8):2319-2328.
- [13] 石翠萍,谭聪,左江,等.基于改进AlexNet卷积神经网络的人脸表情识别 [J].电讯技术,2020,60(9):1005-1012.
- [14] 彭奇,刘银华,尚云瑞.融合关键区域注意力机制的人脸表情识别方法 [J/OL].计算机工程,2024:1-10 [2024-08-21]. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.00EC0069661.
- [15] 张博程,李威.基于特征融合和注意力机制的人脸表情识别 [J].长江信息通信,2024,37(4):17-20+35.
作者简介
严武军(1973—),男,汉族,山西侯马人,副教授,硕士生导师,硕士,研究方向:人工智能、深度学习、机器学习;叶金霞(1999—),女,汉族,山西大同人,硕士研究生在读,研究方向:深度学习、图像处理;李建昌(1998—),男,汉族,山东东营人,硕士研究生在读,研究方向:深度学习、医学影像处理、计算机视觉。