使用k-means进行面部表情分类

我使用k-means进行面部表情分类的方法是:

  1. 使用opencv检测图像中的面部
  2. 使用ASM和stasm获取面部特征点
  3. 计算面部特征之间的距离(如图所示)。将会有5个距离。enter image description here
  4. 为每种面部表情计算每个距离的中心点(例如,在距离D1中,每种表情如“高兴、愤怒……”都有7个中心点)。
  5. 使用5个k-means,每个k-means对应一个距离,每个k-means的结果将是与第一步中计算的中心点最接近的距离所显示的表情。
  6. 最终的表情将是出现在最多k-means结果中的表情

然而,使用这种方法我的结果是错误的?我的方法是正确的还是哪里出了问题?


回答:

k-means不是一种分类算法。运行后,它只是找到K个元素的中心点,因此它将数据分成K个部分,但在大多数情况下,这与所需的类别无关。这种算法(以及所有聚类方法)应该在你想要探索数据并发现一些可区分的对象时使用。可区分的在任何意义上。如果你的任务是构建一个识别某些给定类别的系统,那么这是一个分类问题,而不是聚类。一种最简单的方法,既容易实现又容易理解的是KNN(K最近邻),它大致上做了你试图完成的事情——检查哪些类别的对象与一些预定义的对象最接近。

为了更好地理解差异,让我们考虑你的情况——你试图根据面部特征检测情感状态。在这种数据上运行k-means可以将你的面部照片分成许多组:

  • 如果你使用不同人的照片,它可以将特定人的照片聚集在一起(因为他们的距离与其他人不同)
  • 它可以将数据分为例如男性和女性,因为这些特征存在性别差异
  • 它甚至可以根据与相机的距离来分割你的数据,因为透视变化会改变你的特征,形成“聚类”。
  • 等等。

如你所见,有数十种可能的“合理”的(甚至更多完全无法解释的)分割,k-means(和任何其他聚类算法)只会找到其中一种(在大多数情况下——无法解释的那一种)。分类方法用于克服这个问题,向算法“解释”你所期待的。

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