《基于稀疏表示与匹配追踪算法的新生儿疼痛表情识别方法（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于稀疏表示与匹配追踪算法的新生儿疼痛表情识别方法（学位论文-工学）（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单 位 代 码 ： 10293 密 级 ：硕 士 学 位 论 文论 文 题 目 ：基 于 稀 疏 表 示 与 匹 配 追 踪 算 法的 新 生 儿 疼 痛 表 情 识 别 方 法学 号姓 名导 师学 科 专 业研 究 方 向申请学位类别论文提交日期1010010625陈 俣卢官明 教授信号与信息处理图像处理与多媒体通信工学硕士二一三年三月Neonatal pain facial expression recognition basedon sparse representation and matching pursuitalgorithmThesis Submitted to Nanjing
2、 University of Posts andTelecommunications for the Degree ofMaster of EngineeringByChen YuSupervisor: Prof. Lu Guan MingMarch 2013南 京 邮 电 大 学 学 位 论 文 原 创 性 声 明本 人 声 明 所 呈 交 的 学 位 论 文 是 我 个 人 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其 他 人 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ， 也 不 包 含
3、为 获 得 南 京 邮 电 大 学 或 其 它教 育 机 构 的 学 位 或 证 书 而 使 用 过 的 材 料 。 与 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 研 究 所 做 的任 何 贡 献 均 已 在 论 文 中 作 了 明 确 的 说 明 并 表 示 了 谢 意 。本 人 学 位 论 文 及 涉 及 相 关 资 料 若 有 不 实 ， 愿 意 承 担 一 切 相 关 的 法 律 责 任 。研 究 生 签 名 ： _ 日 期 ： _南 京 邮 电 大 学 学 位 论 文 使 用 授 权 声 明本 人 授 权 南 京 邮 电 大 学 可 以 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机
4、构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 电 子 文档 ； 允 许 论 文 被 查 阅 和 借 阅 ； 可 以 将 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ；可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 、 汇 编 本 学 位 论 文 。 本 文 电 子 文 档 的 内 容 和 纸 质论 文 的 内 容 相 一 致 。 论 文 的 公 布 （ 包 括 刊 登 ） 授 权 南 京 邮 电 大 学 研 究 生 院 办 理 。涉 密 学 位 论 文 在 解 密 后 适 用 本 授 权 书 。研 究 生 签 名 ： _ 导
5、 师 签 名 ： _ 日 期 ： _摘 要近年来新生儿疼痛评估逐渐成为医疗科学中一个新的研究方向。研究表明，在临床医疗中，各种侵入性操作会导致新生儿的疼痛。由于新生儿不能自述疼痛的感受，如果不及时发现和处理可能会导致新生儿中枢神经发育缓慢等负面影响。因此，积极、准确和及时的对新生儿疼痛进行有效地判断和处理是至关重要的，目前，普遍认可的是以新生儿面部表情变化作 为 评 估 新 生 儿 疼 痛 的 有 效 指 标 。目前，在各种稀疏表示求解的方法中，匹配追踪类算法由于其普遍运算速度较快并能够精确重构的优秀特性，逐渐成为应用最为广泛的稀疏重构算法之一。本论文对关于稀疏表示与匹配追踪算法在新生儿疼痛表
6、情识别中的应用进行了深入研究，提出了一种基于稀疏表示和 匹 配 追 踪 算 法 的 新 生 儿 表 情 识 别 方 法 ， 主 要 工 作 和 创 新 点 如 下 ：(1) 提 出 了 基 于 稀 疏 表 示 和 匹 配 追 踪 算 法 的 新 生 儿 疼 痛 表 情 识 别 方 法 的 理 论 框 架 ， 并 对 现在流行的匹配追踪算法进行了综述，针对稀疏表示稀疏度未知的难题，提出了以稀疏自适应匹 配 追 踪 算 法 （ SAMP） 为 核 心 的 稀 疏 表 示 识 别 方 法 ， 并 在 实 验 中 对 算 法 中 相 关 参 数 的 选 取进 行 了 讨 论 。(2) 选取了三种不同的
7、特征提取方法下采样，P CA 和 2DPCA 对 原 始 数 据 进 行 了 数 据降维的预处理，有效地提高了整体运算效率。在实验中经比较发现，将 2DPCA 特 征 提 取 方法 与 SAMP 算法相结合的识别方法取得的识别效果最好。(3) 实验中关于稀疏表示求解采用了多种匹配追踪算法，并进行了横向比较。实验表明，以 SAMP 算法为基础的稀疏表示分类的方法从识别正确率和识别时间上要好于其他匹配追踪算 法 方 法 ， 同 时 不 需 要 预 估 信 号 的 稀 疏 度 。 验 证 了 以 SAMP 算 法 作 为 稀 疏 表 示 分 类 的 新 生 儿疼痛识别方法较其它匹配追踪算法更好，更适
8、合作为新生儿疼痛表情识别方法中的稀疏表示求 解 方 法 。关键词 : 新生儿疼痛，表情识别， 稀 疏 表 示 ， 稀 疏 自 适 应 匹 配 追 踪 算 法IAbstractRecently， pain assessment in neonates has prevalently become a new research orientation inhealth science. Due to neonates are not capable of verbally describing the location, duration andintensity of their pain ex
9、periences， untreated pain in infants may result in central nervous systemchanges that slow development. Therefore， the method of properly assess the pain and how to takegood care of infants has been the focus of medical researchers. For now， facil expressions， inparticular， are considerd the gold st
10、andard in pain assessment because they are the most specific andfrequent indicators of pain.In this paper， we present a new method to assess the neonatal pain which based on the SAMPalgorithm to solve the sparse solution.By deeply investigating the facial expression recognition viacompressive sensin
11、g methods, this thesis proposes a new method of neonatal pain facial expressionrecognition by sparse representation and matching pursuit algorithm. The main contributions of thisthesis are summarized as follows:（ 1） This thesis provides a generalized framework of neonatal pain facial expression reco
12、gnitionwhich based on the matching pursuit algorithms. We propose a new sparse representation basedon SAMP algorithm, and apply it to our facial expression recognition research.（ 2） This thesis introduce 3 popular extract features methods to reuduce the dimensionality ,whichare down-sampled， traditi
13、onal PCA and 2DPCA.We put them into our neonatal pain facialexpression recognition framework,as the function of preprocess .The experiment results show thatcompared other 2 extract features methods, the proposed algorithm framework which combinedSAMP and 2DPCA can achieve good recognition rate on ne
14、onatal pain facial expressionrecognition.(3) In the experiment, the SAMP has been compared with other matching pursuit algorithm asthe way to solve the problem of sparse representation.The results suggest that sparse representationbased on SAMP algorithm be superior to the other matching pursuit alg
15、orithm both on identifyefficiency and identify time, and with no need for value of sparsity. Through integrated into account,A novel method for neonatal pain facial expression recognition based on SAMP is better thanothers.Key words:Neonatal pain； Facial expression recognition； Sparse representation； SAMPII目 录Abstract. II第一章 绪论 . 11.1 研究背景与意义 .
