一种基于张量和洛仑兹几何的降维方法

统的基于向量的降维算法,将大小为m×n的灰度图像,作为Rm×n中的向量进行处理.但这种表示方法往往造成图像像素空间局部信息的丢失,因此不能很好地描述图像的结构信息.本质上,灰度图像可以看成是一个二阶张量,而图像的各种特征(如Gabor和LBP特征等)往往需要用更高阶的张量来描述.本文从图像特征的张量表示出发,将新近提出的洛仑兹投影判别法(Lorentziandiscriminant projection, LDP)推广到张量空间中,提出张量LDP.对于灰度图像,该方法直接利用图像的灰度矩阵(二阶张量)进行运算,从而很好地保持了图像像素的局部结构信息.另外,该方法还可以自然地推广到高维张量空间来处理更复杂的图像特征,如Gabor和LBP特征等.经人脸和纹理识别实验的验证,该算法效率高且能达到较高的识别率.     

显著性纹理结构特征及车载环境下的行人检测

边缘信息往往是视觉对象检测的关键,已有方法对边缘梯度在各个方向上进行计算,会导致计算冗余.受韦伯局部描述算子的启发,提出一种模拟人眼观察事物的发散性及显著性特点的纹理结构算子.首先,计算邻域像素与中心像素灰度值相对差的总和,除以中心像素的灰度值求出局部显著性因子;然后,通过中心发散灰度共生矩阵提取局部纹理结构;最后,构造二维直方图结合显著性因子和纹理结构,生成一定维数的显著性纹理结构特征描述算子.实验结果表明,该特征算子具有良好的边缘检测能力,应对噪声和明暗变化的鲁棒性以及强大的结构表达能力,其行人检测的准确率优于中心变换直方图和梯度方向直方图.对车辆主动安全有很高的应用价值.     

纹理谱描述符及其在图像检索中的应用

为了提高纹理谱描述符的性能并降低其特征维数,在中心对称局部二值模式纹理谱描述符的基础上,提出一种融合局部区域中心像素以及灰度均值的改进纹理描述模式.首先根据图像局部区域内中心像素与其邻域像素间的灰度变化关系,定义了新的局部纹理模式;然后通过比较局部区域内灰度均值与图像全局灰度均值的大小,对局部纹理模式进行了增强处理.采用不同纹理图像库及不同的性能评价准则进行实验的结果表明,文中方法在基于内容图像检索中取得了较好的效果.     

半色调图像纹理特征提取方法

提出基于局部二值化模式和像素相关算子的半色调图像纹理特征提取方法,以实现误差分散类半色调图像的分类。该方法是将误差分散类图像先进行局部二值化模式变换,再以任一像素点为中心,取适当的距离提取八个方向的像素相关值作为图像的特征向量,最后将提取的特征通过BP神经网络进行分类。实验结果表明,提出的算法适用于二值图像的特征提取,能够降低局部二值模式的特征维数,提高时间效率和空间利用率;相对灰度共生矩阵算法提出的算法在计算复杂度、识别精度等性能方面都有所改善。     

一种光照不变人脸识别的预处理算法

提出了一种新的光照不变人脸识别的图像预处理算法称为分段局部归一化方法(SLN)。其思想是对图像像素分段,使得每段中各像素对应的物体表面点具有相近的表面法向量分布,因而对光源具有相似的灰度响应,然后局部归一化在各段中进行以削弱光照影响。该算法首先建立物体的朗伯(Lambert)表面反射模型,用奇异值分解方法估计出人脸形状的平均表面法向量分布矩阵,根据法向量方向利用聚类算法对像素进行分段,然后在各段中进行局部的像素归一化处理,最后传统的人脸识别算法如PCA在归一化后的图像中进行。在Harvard和YaleB人脸图像库中的识别试验表明,该算法能有效地提高在非均匀光照条件下的人脸识别率。     

融合局部特征的图像过渡区提取与阈值化

针对图像过渡区提取与阈值化问题,提出了一种融合局部灰度复杂度和局部灰度差异度的方法。首先生成图像的局部复杂度和局部差异度等局部灰度特征;其次融合这些局部灰度特征构造新的特征矩阵;然后设计了与特征矩阵的均值和标准差相关的自动特征阈值,并提取图像过渡区;最后将过渡区像素的灰度均值作为最优灰度阈值完成图像二值化。实验结果表明,所提方法的过渡区提取质量高,分割效果好,具有合理性和有效性,可作为经典方法的有效补充。     

基于四像素共生矩阵的图像检索

传统的灰度共生矩阵是一种有效的纹理图像分析方法,它在图像理解和计算机视觉研究领域已得到了广泛的应用。为了更有效地进行图像检索,提出了一种新型的共生矩阵描述子,它是通过描述4个像素的空间相关性来进行图像检索。利用该共生矩阵描述子进行图像检索时,首先在RGB颜色空间中计算彩色梯度,然后利用四像素共生矩阵来描述图像特征,并用于基于内容的图像检索。实验结果表明,四像素共生矩阵描述子能够结合颜色、纹理和形状特征,因此检索性能优于灰度共生矩阵和颜色相关图。     

加权的多尺度多分辨率人脸描述与识别方法

为克服人脸表情、光照变化等对图像中人脸识别结果的影响,文中提出一种加权的多尺度多分辨率人脸描述与识别方法.首先使用多分辨率分析分解图像为子带图像,并选择3个不同尺度的低频子带图像构建多尺度和多分辨率图像序列.然后针对图像序列的每幅图像编码人脸局部区域的中心像素与其邻域像素的灰度差的符号分量,体现人脸局部结构的重要性.再利用人脸局部区域中心像素与邻域像素的灰度差的幅值分量作为像素局部二值模式的权重.最后利用块Fisher线性判别降低特征描述符的维数,同时增强判别能力.在ORL和FERET人脸库上的实验表明该方法可获得明显的性能提升.     

基于高斯尺度空间粗糙度描述子的花粉图像分类识别

针对现有粗糙度描述子大多依赖于灰度值平均值,容易造成图像信息的丢失的问题,提出了一种新的基于高斯尺度空间粗糙度描述子的特征提取方法,并应用于花粉图像的分类和识别。首先,采用高斯金字塔算法,将花粉图像分割成不同层次的尺度空间;然后,在各个尺度空间上提取图像的粗糙度纹理特征;其次,通过计算粗糙度频率直方图的统计分布,提取不同尺度空间的粗糙度描述子(SSRHD);最后,采用欧氏距离计算图像的相似度。通过Confocal和Pollenmonitor图像库上的仿真结果表明,与基于隐马尔可夫模型的轮廓描述子(DHMMD)相比,该描述子在Confocal图像库上的平均正确识别率(CRR)提高了2.32%、平均错误识别率(FRR)降低了0.1%,而在Pollenmonitor图像库上的平均识别率也提高了1.2%。实验结果表明,该描述子能较好地描述花粉颗粒图像的纹理分布,对于花粉图像的旋转和姿态变化也具有良好的鲁棒性。     

局部遮挡条件下的人脸表情识别

针对局部遮挡条件下的人脸表情识别,提出一种新的基于Gabor滤波和灰度共生矩阵的表情识别算法。首先设计一种分块提取Gabor特征统计量的方法,生成一个低维Gabor特征向量;然后,考虑到分块的Gabor特征缺失了像素之间的关联性,将反映像素间位置分布特性的灰度共生矩阵引入到表情识别领域,以此来弥补Gabor特征分块处理产生的不足;最后,将提取的低维Gabor特征向量和灰度共生矩阵纹理特征进行线性叠加,高斯归一化后生成一组用于特征表达的低维特征向量。在日本女性人脸表情库和荷兰内梅亨大学人脸数据库上的实验证明该算法对人脸不同区域、不同程度遮挡的表情识别具有鲁棒性强、特征向量维数低、分类耗时短、识别速率高的特点。     

基于局部方向纹理谱描述符的图像检索

提出了一种改进的局部方向纹理谱描述符。根据图像局部邻域中心像素及与其相对像素间的灰度关系及灰度差异关系来定义局部区域纹理方向,在此基础上结合中心对称局部二值模式的定义给出了新的局部方向纹理谱的定义。新描述符在不增加特征维数的基础上,更好地融入了局部纹理信息。采用不同图像库及不同评价准则进行图像检索对比实验,结果表明,该方法取得了较好的检索效果。     

一种新的局部纹理描述模式

提出一种新的图像局部纹理模式描述方法.首先通过比较8-邻域内像素灰度与邻域灰度均值的关系,对8-邻域进行二值化;然后将与邻域中心像素相对的水平、竖直及对角四个方向所得到的二进制序列的值和相应的权值模板对应相乘求和,就得到新的局部纹理模式;同时,文中对新纹理描述模式进行了进一步增强处理,兼顾了局部邻域的高频及低频特征.采用不同图像库进行实验,结果表明,新纹理模式的检索性能明显优于文中提到的其它方法,而且其特征维数还不到其它描述符维数的一半.     

双向压缩的2DPCA与PCA相结合的人脸识别算法

主成分分析(PCA)直接用于人脸识别时,需将图像矩阵转换成向量,导致求解高阶矩阵计算量大.二维主成分分析(2DPCA)的实质是对图像矩阵按行进行图像压缩抽取特征,消除了图像列的相关性,但特征教量仍然较大,影响分类速度.针对这一问题,提出了采用双向压缩的二维主成分分析消除图像行间和列间的相关性,再结合PCA进一步减少特征数量,改进人脸识别算法,该算法用于ORL人脸库上得到了较高的识别率和较快的识别速度.     

熵权法融合局部匹配Gabor特征的鲁棒人脸识别

针对复杂环境下人脸识别难度大的问题,提出了一种熵权法融合局部Gabor特征方法。计算类熵加权向量;计算局部归一化输入图像的Borda计数矩阵,从而消除低值Gabor jet比较矩阵;通过将分数层类熵加权Gabor特征与LGBP和LGXP融合解决了完成人脸的识别。在FERET、AR和FRGC 2.0人脸数据库上的实验结果表明,该方法对轻微姿态变化具有显著鲁棒性,并且对人眼检测中高达3像素的误差具有鲁棒性,相比其他几种人脸识别方法,该方法取得了更好的识别效果。     

煤与矸石图像纹理特征提取方法

针对现有煤与矸石图像处理方法存在提取特征参数少、识别精度低等问题,提出了一种融合局部二值模式和灰度共生矩阵的煤与矸石图像纹理特征提取方法。首先将煤与矸石预处理后的图像转换为局部二值模式图像,再利用该图像生成灰度共生矩阵,以角二阶距、相关性、对比度和熵作为纹理特征进行均值和归一化处理,最后用支持向量机进行训练,得出识别结果。实验结果表明,该方法能够有效地提取到煤与矸石图像的纹理特征,煤和矸石的识别率分别为94%和96%。     

一种用于图像降噪的自适应均值滤波算法

图像中噪声的消除是图像处理与识别的重要环节,噪声滤除效果的好坏直接影响着后续图像处理与识别的质量.为此,提出一种用于图像降噪的空间域滤波算法,自适应均值滤波算法(Adaptive Averaging Filtering Algorithm,AAFA).该算法中局部窗口的系数(掩模系数)是根据局部窗口内各像素与中心像素间的灰度和空间关系计算的,即局部窗口中心像素灰度均值的计算既考虑了窗口内各像素与中心像素间的灰度值差异,又顾及了窗口内各像素与中心像素间的距离.利用该算法进行图像降噪的实验结果表明,相对于经典的空间域均值滤波算法和其它的均值滤波算法,该算法的噪声滤除效果更好.     

面向酉子空间的二维判别保局投影的人脸识别*

保局投影算法（LPP）在人脸识别中具有较好的识别性能,但它是一种非监督学习,并且在具体实现时需要把图像转换为向量,破坏了图像的像素结构,这显然不利于模式识别。针对这些问题,提出基于酉子空间的二维判别保局算法,不仅在判别保局算法的基础上增加了类别信息,而且直接在灰度矩阵上进行水平和垂直方向上的二维保局投影。该方法构造酉空间上的复向量后再运用线性判别分析提取特征。在ORL、Yale和XJTU人脸库中验证了算法的正确性和有效性,其识别率比传统的2DLDA和2DLPP等方法提高4～5个百分点。     

非负二维主成分分析及在人脸识别中的应用

二维主成分分析是一种基于整体脸的方法,保留人脸部件之间的拓扑关系.而非负矩阵分析是基于局部特征的识别,是通过提取局部信息来实现分类.文中将两种思想的优点融合在一起,提出非负二维主成分分析.该方法改善传统非负矩阵分解只是从矩阵分解的角度考虑,没有加强分类的问题.此外,该方法在矩阵分解之前不需要将图像矩阵转换为图像向量,能快速降低鉴别特征的维数.在ORL和FERET人脸库上的实验结果表明,该方法在识别性能上优于其它方法,且更具有鲁棒性.     

基于复合时空特征的人体行为识别方法

为了有效地表征人体行为中的姿势信息和运动信息,提高行为识别算法的准确率,提出一种融合三维方向梯度直方图特征与光流直方图特征的复合时空特征,并利用其进行人体行为识别.首先采用复合时空特征综合描述三维时空局部区域的像素分布和像素变化;然后构建复合时空特征词典,并根据该特征词典完成对人体行为序列特征集合的描述;最后采用主题模型构建人体行为识别算法,对行为序列中提取的复合时空特征进行分类,实现人体行为的识别.实验结果表明:该方法能有效地提高人体行为识别准确率.     

基于双树复小波和灰度共生矩阵的遥感图像分割

提出了一种将双树复小波变换和灰度共生矩阵相结合描述遥感图像局部纹理特征并用于分割的方法。该方法采用双树复小波高频模值子带Gamma分布与Lognormal分布参数组合特征、灰度共生矩阵特征组成的联合纹理特征作为遥感图像每一像素特征,然后用Canberra距离进行相似性度量,最终通过聚类完成遥感图像分割。实验结果表明,该纹理特征提取方法可以有效地表征遥感图像的纹理,得到更为精确的遥感图像分割结果。