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一种轻量级模型通过空间偏置与余弦和谐损失提升面部表情识别性能

Liangyu Huang Xuefeng Chen

摘要

本文提出了一种新型的面部表情识别网络——带空间偏置的轻量级面部网络(Lightweight Facial Network with Spatial Bias, LFNSB)。该模型在模型复杂度与识别精度之间取得了良好平衡。LFNSB包含两个核心组件:轻量级特征提取网络(Lightweight Feature Network, LFN)以及用于聚合全局信息的空间偏置(Spatial Bias, SB)模块。LFN引入了通道组合操作与深度可分离卷积技术,在显著减少参数量的同时,提升了特征表示能力。空间偏置模块使模型能够在关注局部面部特征的同时,有效捕捉不同面部区域之间的依赖关系。此外,本文设计了一种新型损失函数——余弦和谐损失(Cosine-Harmony Loss),该函数通过优化高维空间中特征向量的相对位置,实现了更优的特征分离与聚类效果。在AffectNet和RAF-DB数据集上的实验结果表明,所提出的LFNSB模型在面部表情识别任务中表现优异,不仅实现了较高的识别准确率,还大幅减少了模型参数数量,显著降低了模型复杂度。


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