[發(fā)明專利]一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011370958.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112487971A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周媛;馬莞悅;何軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

1.一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法，其特征在于，具體操作步驟如下：

步驟(1.1)、人臉特征提取：采用條件變分自編碼器的方法提取人臉特征信息，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取隱變量；

步驟(1.2)、人臉年齡合成：通過條件對抗生成網(wǎng)絡(luò)生成指定年齡分組的人臉圖片；通過得到的隱變量，給定年齡標簽，利用對抗生成方法判斷人臉圖片真假，訓練網(wǎng)絡(luò)，最終生成對應(yīng)年齡段的人臉圖片；

步驟(1.3)、身份信息增強：通過增加身份信息損失函數(shù)增強得到的人臉年齡合成圖片生成效果，通過新生成的人臉圖片保留特征信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法，其特征在于，在所述步驟(1.1)中，通過人臉特征提取的具體操作步驟如下：

(1.1.1)、遍歷所有X張人臉圖片，通過條件變分自編碼器的方法提取人臉特征，其生成函數(shù)具體如下式所示：

E[logP(X|z,c)]-D_KL[Q(z|X,c)||P(z)]

式中，E[logP(X|z,c)]表示在c條件下聯(lián)合概率分布的期望值，X表示X張圖片，c表示輸入條件，z表示生成的隱變量，P和Q分別表示使用條件變分自編碼進行圖片的生成，D_KL表示KL散度度量指標；

(1.1.2)、將生成的隱變量通過對抗生成網(wǎng)絡(luò)判斷人臉特征的真假，其具體如下式所示：

式中，D_z判斷輸入特征的真假，E_z(x)表示特征由(x)產(chǎn)生，表示真實數(shù)據(jù)集中圖片的期望值，E(x,y)表示加入年齡標簽后生成器生成的人臉圖片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法，其特征在于，在所述步驟(1.2)中，進行人臉年齡合成的具體操作步驟如下：

通過隱變量，給定年齡標簽，從而得到新的特征隱變量，通過條件對抗生成網(wǎng)絡(luò)進行年齡合成，其生成函數(shù)具體如下式所示：

其中，D_img(x)表示判斷(x)的真假，表示真實數(shù)據(jù)集產(chǎn)生的隱變量的期望值，y表示年齡標簽，表示E產(chǎn)生隱變量的期望值，G(z,y)表示圖片由(z,y)產(chǎn)生；使用Adam優(yōu)化器，學習率設(shè)置為0.0002，參數(shù)值為0.5，設(shè)置batch size為100，超參數(shù)α為0.01，β為0.1，輸入圖片尺寸為128*128并歸一化到[-1,1]，輸出圖片尺寸為128*128。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法，其特征在于，在所述步驟(1.3)中，進行身份信息增強的具體操作步驟如下：

(1.3.1)、將提取到的人臉特征向量通過循環(huán)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，增強身份信息，損失函數(shù)為：

式中，表示特征由產(chǎn)生，表示圖片由產(chǎn)生的特征結(jié)合年齡y_i后生成，表示生成的圖片，y_i表示i年齡，表示i年齡生成的圖片。

(1.3.2)、利用UTKFace數(shù)據(jù)集對人臉特征提取和人臉年齡合成網(wǎng)絡(luò)進行訓練；

(1.3.3)、利用CACD數(shù)據(jù)集對訓練好的網(wǎng)絡(luò)進行測試，完成人臉年齡合成方法的實現(xiàn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向弱標簽數(shù)據(jù)進行人臉年齡合成的方法，其特征在于，實現(xiàn)給定任意一個人任意年齡的圖片，生成0-5、6-10、11-15、16-20、21-30、31-40、41-50、51-60、61-70、70+十個年齡段的圖片。