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专利号: 2019111295057
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抗噪声数据的人脸识别模型训练方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、构建人脸识别数据集,按照个体ID进行分类,即同一个人的多张人脸照片作为同一个类别ID;

S2、对步骤S1所获得的数据集进行预处理,包括:人脸检测,人脸对齐,人脸裁剪,图片归一化;

S3、根据步骤S2的预处理结果,构建20层的ResNet网络结构提取特征,使用ArcFace损失函数训练人脸识别模型;

ArcFace损失函数的表达式如下:

式中,lCE表示训练的损失函数值, 表示归一化的xi∈Rd与wj∈Rd

的乘积,也就是两个特征之间的余弦距离,xj∈Rd表示一个Batch中第j个样本的输出特征,它的类别标签为yi,wi∈Rd表示输出层的权重的第i列, 表示标签对应权重与特征向量之间的余弦距离,M为一个Batch中样本数量,m、s为超参数,n表示训练集类别数;

S4、统计最近一定数量Batch中cosθ值的分布情况,以cosθ值为横坐标,同一个cosθ的数量为纵坐标,绘制曲线图P;

S5、重复步骤S4,直到cosθ分布呈现两个高斯分布,分别计算两个高斯分布顶点横坐标α、β和交点横坐标λ;

S6、根据α、β值的大小,判断模型拟合情况;

若模型拟合程度欠缺,则重复步骤S4、S5;若模型初步拟合,则暂停训练,将Arcface损失函数中的超参数m修改为动态Margin来降低噪声数据对模型训练的干扰;直到模型完全拟合,结束训练。

2.如权利要求1所述的一种抗噪声数据的人脸识别模型训练方法,其特征在于,在步骤S2中,对收集到的数据集进行预处理的具体方式如下:使用MTCNN算法进行人脸检测,得到人脸左眼、右眼、鼻尖、左嘴角、右嘴角五个特征点;然后使用五个人脸特征点对图片进行仿射变换,将图片旋转一定角度,使两眼为水平方向;再将人脸裁剪到固定的大小,然后将人脸图片的每个点的像素值先减去127.5后除以128得到归一化的人脸像素值。

3.如权利要求1所述的一种抗噪声数据的人脸识别模型训练方法,其特征在于,在步骤S5中,对cosθ值的分布情况进行统计,对处理的具体过程如下:以0.1为长度,从-1.00到1.00,以0.01为单位依次右移,若存在数γ在10次位移中内纵坐标皆为最大值,且该值大于0,则记录γ第一次出现的位置为α,表示噪声数据分布中心轴横坐标;第二次出现的位置为β,表示正常数据中心轴横坐标;若存在数γ在10次位移中内纵坐标皆为最小值且该值>0,则记录γ的值为交点λ,表示噪声数据与正常数据分布交点。

4.如权利要求1所述的一种抗噪声数据的人脸识别模型训练方法,其特征在于,在步骤S6中,动态设置Margin的方法如下:以v=(β-α)的值作为判断模型拟合程度的依据,当噪声数据与干净数据分布能够分离时即v>0.6根据每个样本情况修改Margin值,设定方法如下:根据每个样本对应的cosθ值,按照公式(2)动态修改Margin。