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专利号: 2022110786142
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
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:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,包括:

获取模块,其被配置为:获取受试者的面部表情图像;

预处理模块,其被配置为:对采集的面部表情图像进行人脸检测,得到人脸区域图像;将检测到的人脸区域图像进行人脸对齐处理,得到对齐后的人脸区域图像;将对齐后的人脸区域图像进行特征提取,提取出若干种人脸几何特征;

特征融合模块,其被配置为:将所有的人脸几何特征进行特征融合,得到融合后的人脸几何特征;

抑郁症识别模块,其被配置为:将人脸几何特征,输入到训练后的抑郁症识别神经网络模型中,输出最终的抑郁症识别结果;其中,训练后的的抑郁症识别神经网络模型,具体网络结构包括:依次连接的输入层、第一卷积块、第一压缩激励模块SE1、第二卷积块、第二压缩激励模块SE2、第三卷积块、第三压缩激励模块SE2、第四卷积块、第四压缩激励模块SE2、第五卷积块、第五压缩激励模块SE2、位置编码生成器PEG和平均池化层,所述平均池化层的输出端分别与权重变化模块的输入端和全连接层D1的输入端连接,权重变化模块的输出端还与输入层的输入端连接。

2.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述对采集的面部表情图像进行人脸检测,得到人脸区域图像,具体包括:将采集到的面部表情图像转换成灰度图,使用OpenCV库加载Haar级联分类器进行人脸检测,将图像中包含完整人脸的部分裁剪成224×224的正方形图像。

3.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述将检测到的人脸区域图像进行人脸对齐处理,得到对齐后的人脸区域图像,具体包括:使用Dlib库提供的68点关键点信息检测的模型来实现人脸对齐操作。

4.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述将对齐后的人脸区域图像进行特征提取,提取出若干种人脸几何特征,具体包括:使用开源工具OpenFace 2.0对面部表情图像进行面部特征提取,获得若干种面部几何特征,并存储在csv文件里;其中,若干种面部几何特征,包括:面部动作单元、眼睛注视估计、二维关键点位与三维关键点位置。

5.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述将所有的人脸几何特征进行特征融合,得到融合后的人脸几何特征,特征融合的方式采用串联融合。

6.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,其中,第一卷积块,包括一层卷积层conv1;

其中,第二卷积块,包括依次连接的卷积层conv2_1、卷积层conv2_2和卷积层conv2_3;

其中,第三卷积块,包括依次连接的卷积层conv3_1、卷积层conv3_2、卷积层conv3_3和卷积层conv3_4;

其中,第四卷积块,包括依次连接的卷积层conv4_1、卷积层conv4_2、卷积层conv4_3、卷积层conv4_4、卷积层conv4_5和卷积层conv4_6;

其中,第五卷积块,包括依次连接的卷积层conv5_1、卷积层conv5_2和卷积层conv5_3。

7.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述第一压缩激励模块SE1、第二压缩激励模块SE2、第三压缩激励模块SE3、第四压缩激励模块SE4和第五压缩激励模块SE5,其内部结构是一致的;其中,第一压缩激励模块SE1,包括:依次连接的全局平均池化层、全连接层c1和全连接层c2;其中全局平均池化层作为压缩部分,用于对特征进行压缩;其中,全连接层c1和全连接层c2作为激励部分,全连接层c1用于压缩特征,全连接层c2用于恢复特征。

8.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述权重变化模块,包括:依次连接的全连接层F1和Sigmoid激活函数层;全连接层F1的作用是将平均池化后的输出特征降维到与输入特征长度FL相同;Sigmoid激活函数层的作用是将全连接层F1的输出压缩到0至1之间;

所述权重变化模块的流程如下:

首先判断当前迭代周期epoch;

如果当前进行的是第一个迭代周期epoch,那么输入特征与一个大小相同的全为1矩阵逐点相乘,大小不变;

如果当前迭代周期epoch是更替参数n的倍数,那么权重更新,输入的特征会与权重逐点相乘;

如果当前迭代周期epoch不是更替参数n的倍数,那么权重为上一个epoch的权重,输入的特征会与其逐点相乘。

9.如权利要求1所述的基于面部特征的抑郁症识别系统,其特征是,所述将人脸几何特征,输入到训练后的抑郁症识别神经网络模型中,输出最终的抑郁症识别结果,其中,训练后的抑郁症识别神经网络模型,具体训练过程包括:构建训练集和测试集;

将训练集输入到训练后的抑郁症识别神经网络模型,对模型进行训练,当模型的损失函数值不再降低时,停止训练,得到初步训练后的抑郁症识别神经网络模型;

将测试集输入到初步训练后的抑郁症识别神经网络模型进行测试,当准确率高于设定阈值时,停止测试,得到最终训练后的抑郁症识别神经网络模型;否则更换训练集,重新进行训练和测试。