1.一种适用于戴口罩的人脸卷积神经网络特征表达学习和提取方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1收集标注口罩区域的人脸图像集,训练口罩分割语义模型Ms,其功能是为人脸图像的每个像素点标记口罩区域或非口罩区域标签;
步骤2输入尺寸为M×N的人脸图像I,对I进行语义分割,对人脸图像的像素点I(x,y)分类,x=1,2,…,M;y=1,2,…,n,得到I对应的语义矩阵S,S上的点S(x,y)定义如下:步骤3定义尺寸为M×N的掩膜矩阵M,点M(x,y)计算如下:其中,
步骤4修改卷积神经网络各卷积层输入,选择一个深度学习网络结构作为人脸卷积神经网络模型Mf,假设Mf有J个卷积层,符号记为{CNNi(Xi)}i=1,…,J (4)其中,CNNi()表示第i个卷积层,包括卷积、归一化和激活操作,Xi为第i个卷积层的输入,有如下两个关系:X1=I (5)Xj=CNNi(Xi) (6)式(6)中j和i的关系由卷积神经网络模型的网络结构决定;
将M执行最大池化操作得到掩膜矩阵集合{Mi}i=1,…,J,与Mf的各卷积层{CNNi}i=1,…,J输入尺寸一一对应,用{Mi}i=1,…,J对{Xi}i=1,…,J进行如下修改:Mf的J个卷积层修改为:
Mf的全连接层、分类层不变,将修改后的卷积层的新输出结果 作为输入即可,原全连接层FC表示为:
FC(I)=F({CNNi(Xi)}i=1,…,J) (9)修改卷积层后,全连接层FC表示为:
其中,函数F()是全卷积层的符号表达;
原分类层输出表示为:
i
f(I)=f(FC(I))=f(F({CNNi(X)}i=1,…,J)) (11)修改卷积层后,分类层输出表示为:
其中,函数f()是分类层的符号表达,全连接层数据FC(I)即为输入人脸图像的特征表达,如果需要学习人脸卷积神经网络模型的参数,转向步骤5;
步骤5根据分类层f(I)结果与人脸ID的损失函数,反向传播更新神经网络模型参数,执行步骤1至步骤4,直至收敛。