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专利号: 2019108001679
申请人: 首都师范大学
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:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隐私保护的表情识别方法,其特征在于,包括以下步骤:获取多幅彩色人脸图像,并对所述多幅彩色人脸图像进行预处理,得到所述多幅彩色人脸图像的颜色分量;

将所述颜色分量作为四元矩阵的虚部,构建第一四元数矩阵,并计算所述第一四元数矩阵的局部方差;

将所述局部方差作为四元矩阵的实部,将所述颜色分量作为四元矩阵的虚部,构建第二四元数矩阵;

采用四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行加密处理,生成实数矩阵;以及随机置乱所述实数矩阵,以进行卷积神经网络的训练,并利用训练好的卷积神经网络对所述彩色人脸图像识别验证;

其中,所述采用四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行加密处理,生成实数矩阵,包括:

采用所述四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行随机相位编码,获得变换后的四元数矩阵;

提取所述变换后的四元数矩阵的四个分量,并将所述四个分量组合成实数矩阵。

2.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述对所述多幅彩色人脸图像进行预处理,包括:对所述多幅彩色人脸图像进行人脸检测、剪切和归一化处理。

3.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述第一四元数矩阵表示为:

R G B

qt(x,y)=fi(x,y)i+fi(x,y)j+fi(x,y)kR G B

其中,fi (x,y)、fi (x,y)、fi (x,y)为所述彩色人脸图像的红、绿、蓝三个颜色分量,i、j、k为虚数单位。

4.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述局部方差的计算公式为:

其中,Ip为人脸图像像素点的邻域,大小为W1×W2,L=W1W2表示邻域内像素点的总数,表示邻域的平均灰度值,n为人脸图像的幅数。

5.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述第二四元数矩阵表示为:

V R G B

ft(x,y)=fi(x,y)+fi(x,y)i+fi(x,y)j+fi(x,y)kv R G B

其中,fi 为第一四元数矩阵的局部方差,fi (x,y)、fi (x,y)、fi (x,y)为所述彩色人脸图像的红、绿、蓝三个颜色分量,i、j、k为虚数单位。

6.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述实数矩阵为:其中,Ft表示变换后的四元数矩阵,运算符S(·)、X(·)、Y(·)和Z(·)表示分别提取四元数矩阵的第一、第二、第三和第四个分量。

7.根据权利要求1所述的隐私保护的表情识别方法,其特征在于,所述随机置乱所述实数矩阵,包括:

将所述实数矩阵左右分别与仅含0,1的矩阵相乘。

8.一种隐私保护的表情识别系统,其特征在于,包括:预处理模块,用于获取多幅彩色人脸图像,并对所述多幅彩色人脸图像进行预处理,得到所述多幅彩色人脸图像的颜色分量;

计算模块,用将所述颜色分量作为四元矩阵的虚部,构建第一四元数矩阵,并计算所述第一四元数矩阵的局部方差;

构建模块,用于将所述局部方差作为四元矩阵的实部,将所述颜色分量作为四元矩阵的虚部,构建第二四元数矩阵;

加密模块,用于采用四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行加密处理,生成实数矩阵;以及

识别验证模块,用于随机置乱所述实数矩阵,以进行卷积神经网络的训练,并利用训练好的卷积神经网络对所述彩色人脸图像识别验证;

其中,所述采用四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行加密处理,生成实数矩阵,包括:

采用所述四元数Gyrator变换对所述第二四元数矩阵进行随机相位编码,获得变换后的四元数矩阵;

提取所述变换后的四元数矩阵的四个分量,并将所述四个分量组合成实数矩阵。

9.根据权利要求8所述的隐私保护的表情识别系统,其特征在于,所述预处理模块,包括:对所述多幅彩色人脸图像进行人脸检测、剪切和归一化处理。