基于多特征子空间与核学习的行人再识别

行人再识别指的是在无重叠视域多摄像机监控系统中, 匹配不同摄像机视域中的行人目标.针对当前基于距离测度学习的行人再识别算法中存在着特征提取复杂、训练过程复杂和识别效果差的问题, 我们提出一种基于多特征子空间与核学习的行人再识别算法.该算法首先在不同特征子空间中基于核学习的方法得到不同特征子空间中的测度矩阵以及相应的相似度函数, 然后通过比较不同特征子空间中的相似度之和来对行人进行识别.实验结果表明, 本文提出的算法具有较高的识别率, 其中在VIPeR数据集上, RANK1达到了40.7%, 且对光照变化、行人姿态变化、视角变化和遮挡都具有很好的鲁棒性.     

基于核空间与稠密水平条带特征的行人再识别

行人再识别指的是在无重叠视域多摄像机监控系统中, 匹配不同摄像机视域中的行人目标。由于行人图像受到光照、视角和行人姿态等变化的影响,在视觉上容易形成很大的外观差异,针对上述问题,提出了一种基于核空间与稠密水平条带特征的行人再识别算法。该算法首先通过自顶向下的滑动水平条带提取每个水平条带的颜色特征和纹理特征,然后融合行人图像的多种特征,映射到核空间,最后在核空间里学习得到一个对背景、视角、姿势的变化具有鲁棒性的相似度函数,通过比较相似度来对行人进行再识别。在VIPeR和iLIDS两个行人再识别数据集上的实验结果表明,本文算法具有较高的识别率,其中Rank1(排名第1的搜索结果即为待查询行人的比率)分别达到48.2%和60.8%。     

基于特征融合及差异矩阵的行人再识别

针对行人目标在不同摄像机下外观显著性变化的问题,提出一种基于特征融合及差异矩阵的行人再识别算法。串联融合显著颜色名描述符(SCNCD)和微调的卷积神经网络(FTCNN)特征来描述行人图像,采用K-means算法获取包含典型行人图像的参考集以优化目标与参考身份相对应的重建关系,运用差异矩阵度量(DMMM)算法进行度量学习。在VIPeR和PRID450s行人再识别数据集上的实验结果表明,所提行人再识别算法具有良好的匹配率和有效性。     

多特征融合与交替方向乘子法的行人再识别

目的 由于行人图像分辨率差异、光照差异、行人姿态差异以及摄像机视角和成像质量差异等原因,导致同一行人在不同监控视频中的外观区别很大,给行人再识别带来了巨大挑战。为提高行人再识别的准确率,针对以上问题,提出一种基于多特征融合与交替方向乘子法的行人再识别算法。方法 首先利用图像增强算法对所有行人图像进行处理,减少因光照变化产生的影响,然后把处理后的图像进行非均匀分割,同时使用特定区域均值法提取行人图像的HSV和LAB颜色特征以及SILTP（scale invariant local ternary pattern）纹理特征和HOG（histogram of oriented gradient）特征,融合多种特征得到行人图像对的整体与局部相似度度量函数并结合产生相似度函数,最后使用交替方向乘子优化算法更新出最优的测度矩阵实现行人再识别。结果 在VIPeR、CUHK01、CUHK03和GRID这4个数据集上进行实验,其中VIPeR、CUHK01和GRID 3个数据集Rank1（排名第1的搜索结果即为待查询人的比率）分别达到51.5%、48.7%和21.4%,CUHK03 手动裁剪和检测器检测数据集Rank1分别达到62.40%和55.05%,识别率有了显著提高,具有实际应用价值。结论 提出的多特征融合与交替方向乘子优化算法,能够很好地描述行人特征,迭代更新出来的测度矩阵能够很好地表达行人之间的距离信息,较大幅度地提高了识别率。该方法适用于大多数应用场景下的行人再识别。尤其是针对复杂场景下静态图像行人再识别问题,在存在局部遮挡、光照差异和姿态差异的情况下也能保持较高的识别正确率。     

多特征融合与独立测度学习的行人再识别

目的 由于行人图像受到光照、视角、遮挡和行人姿态等变化的影响,在视觉上容易形成很大的外观差异,对行人再识别造成干扰。为了提高行人再识别的准确性,针对以上问题,提出一种基于多特征融合与独立测度学习的行人再识别算法。方法 首先通过图像增强算法对原始图像进行处理,减少因光照变化产生的影响,然后对处理后的图像进行非均匀分割,同时提取行人图像的HSV、RGS、LAB和YCbCr 4种颜色特征和SILTP（scale invariant local ternary pattern）纹理特征,在基于独立距离测度学习方法下,融合行人的多种特征,学习得到行人图像对的相似度度量函数,最后将行人图像对的相似度进行加权匹配,实现行人再识别。结果 在VIPeR、iLIDS和CUHK01这3个数据集上进行实验,其中Rank1（排名第1的搜索结果即为待查询人的比率）分别达到42.7%、43.6%和43.7%,Rank5（排名前5的搜索结果中包含待查询人的比率）均超过70%,识别率有了显著提高,具有实际应用价值。结论 提出的多特征融合与独立测度学习的行人再识别算法,能够有效表达行人图像信息,且对环境变化具有较强的鲁棒性,有效提高了识别率。     

面向跨视图行人重识别的多级判别性字典学习算法

现有的行人重识别算法主要聚焦于如何提取更有效的分类特征和如何学习更鲁棒的距离度量函数.在现实场景中,不同视图下的同一行人图像的分辨率往往不一致,且同一视图下受视角和光照变化等因素的影响存在提取的分类特征判别性弱且鲁棒性不强的问题.针对这一问题,利用不同视图的特征表示中编码系数的潜在关联,提出了一种多级判别性字典学习算法,并将其应用于跨视图行人重识别.首先,在图像水平区域和图像级别的字典学习算法中分别引入了一个特征映射矩阵,该矩阵可以描述不同视图下同一行人图像编码系数之间的内在关系,可以极大地提高编码系数的灵活性.其次,在图像块级别,结合图像的局部流形结构,在字典学习目标函数中增加了字典原子的局部几何结构约束,通过自适应学习图拉普拉斯矩阵,确保编码系数保持了与样本相似的几何结构,可以获得更具判别性的字典对.最后,文中算法在2个被广泛使用的行人重识别数据集VIPeR和CHUK01 Campus上进行验证,2个数据集在rank-1上的识别率分别为68.40%和80.14%,实验结果表明,文中算法不仅可以降低不同视图下分辨率差异明显的影响,而且大大提高了学习字典对的表示能力和鉴别能力,与其他算法相比获得了更好的行人重识别精度.     

基于低通滤波模型的行人再识别算法

针对行人再识别的图像中由于遮挡和背景干扰而存在大量无用特征的问题，提出一种基于低通滤波模型的行人再识别方法。首先，将行人图像进行分块；然后，计算各种小块在各图像中的相似个数，其中相似个数较多的小块为高频噪声特征、相似个数较少的小块为有益特征；最后，不同于常见图像处理中的滤除突变特征、留下平滑特征的低通滤波器，所提方法利用通信系统中的低通滤波器实现抑制高频噪声特征、增益有益特征的目标。实验结果表明，所提方法在ETHZ数据集上的识别率比经典的对称性局部特征累加（SDALF）方法提升了近20%；同时，该方法在VIPeR和I-LIDS数据集上也取得了相似的效果。     

基于低通滤波模型的行人再识别算法

针对行人再识别的图像中由于遮挡和背景干扰而存在大量无用特征的问题,提出一种基于低通滤波模型的行人再识别方法。首先,将行人图像进行分块;然后,计算各种小块在各图像中的相似个数,其中相似个数较多的小块为高频噪声特征、相似个数较少的小块为有益特征;最后,不同于常见图像处理中的滤除突变特征、留下平滑特征的低通滤波器,所提方法利用通信系统中的低通滤波器实现抑制高频噪声特征、增益有益特征的目标。实验结果表明,所提方法在ETHZ数据集上的识别率比经典的对称性局部特征累加（SDALF）方法提升了近20%;同时,该方法在VIPeR和I-LIDS数据集上也取得了相似的效果。     

区域块分割与融合的行人再识别

目的 由于摄像机视角和成像质量的差异,造成行人姿态变化、图像分辨率变化和光照变化等问题的出现,从而导致同一行人在不同监控视频中的外观区别很大,给行人再识别带来很大挑战。为提高行人再识别的识别率,针对行人姿态变化问题,提出一种区域块分割和融合的行人再识别算法。方法 首先根据人体结构分布,将行人图像划分为3个局部区域。然后根据各区域在识别过程中的作用不同,将GOG（Gaussian of Gaussian）特征、LOMO（local maximal occurrence）特征和KCCA（Kernel canonical correlation analysis）特征的不同组合作为各区域特征。接着通过距离测度算法学习对应区域之间的相似度,并通过干扰块剔除算法消除图像中出现的无效干扰块,融合有效区域块的相似度。最后将行人图像对的全局相似度和各局部区域相似度进行融合,实现行人再识别。结果 在4个基准数据集VIPeR、GRID、PRID450S和CUHK01上进行了大量实验,其中Rank1（排名第1的搜索结果即为待查询人的比例）分别为62.85%、30.56%、71.82%和79.03%,Rank5分别为86.17%、51.20%、91.16%和93.60%,识别率均有显著提高,具有实际应用价值。结论 提出的区域块分割和融合方法,能够去除图像中的无用信息和干扰信息,同时保留行人的有效信息并高效利用。该方法在一定程度上能够解决行人姿态变化带来的外观差异问题,大幅度地提升识别率。     

基于辨识特征后融合的行人再识别

跨摄像机行人因光照、视角、姿态的差异,会使其外观变化显著,给行人再识别的研究带来严峻挑战。基于多特征融合和距离度量学习技术,提出辨识特征后融合的算法,并将其应用于行人再识别中。首先,对跨摄像机行人样本图像分别提取局部最大出现频次(LOMO)特征和基于显著颜色名称的颜色描述子(SCNCD)特征,表示跨摄像机行人的外观;然后,基于所提取的LOMO和SCNCD特征,分别去训练跨视图二次判别分析(XQDA)距离度量学习模型,分别获取跨摄像机每对行人每个特征优化的距离。最后,应用最小最大标准化距离融合的算法,获取跨摄像机行人最终的距离,用于跨摄像机行人的匹配。在具有挑战的VIPeR和PRID450S两个公开数据集上进行实验,实验结果表明所提出的行人再识别算法有效地提高了行人再识别的准确率。     

多方向显著性权值学习的行人再识别

目的 针对当前行人再识别匹配块的显著性外观特征不一致的问题,提出一种对视角和背景变化具有较强鲁棒性的基于多向显著性相似度融合学习的行人再识别算法。方法 首先用流形排序估计目标的内在显著性,并融合类间显著性得到图像块的显著性;然后根据匹配块的4种显著性分布情况,通过多向显著性加权融合建立二者的视觉相似度,同时采用基于结构支持向量机排序的度量学习方法获得各方向显著性权重值,形成图像对之间全面的相似度度量。结果 在两个公共数据库进行再识别实验,本文算法较同类方法能获取更为全面的相似度度量,具有较高的行人再识别率,且不受背景变化的影响。对VIPeR数据库测试集大小为316对行人图像的再识别结果进行了定量统计,本文算法的第1识别率(排名第1的搜索结果即为待查询人的比率)为30%,第15识别率(排名前15的搜索结果中包含待查询人的比率)为72%,具有实际应用价值。结论 多方向显著性加权融合能对图像对的显著性分布进行较为全面的描述,进而得到较为全面的相似度度量。本文算法能够实现大场景非重叠多摄像机下的行人再识别,具有较高的识别力和识别精度,且对背景变化具有较强的鲁棒性。     

融合BOW模型的多特征子空间行人重识别算法

针对目前行人重识别算法在目标外观特征和度量算法方面的问题,提出一种融合BOW模型的多特征子空间行人重识别算法。在行人图像上采用2-D高斯模板将图像背景弱化,然后提取BOW特征描述子和YUV+HSV颜色特征描述子,并将其融合组成最终的特征描述子。在相似性度量方面,采用在原始特征空间学习一个子空间,并在该子空间学习测度矩阵的方法进行相似性度量。在VIPeR和CUHK01两个数据集上的实验结果表明,提出的算法能够明显地提高行人重识别率。     

整合全局—局部度量学习的人体目标再识别

目的 人体目标再识别的任务是匹配不同摄像机在不同时间、地点拍摄的人体目标。受光照条件、背景、遮挡、视角和姿态等因素影响,不同摄相机下的同一目标表观差异较大。目前研究主要集中在特征表示和度量学习两方面。很多度量学习方法在人体目标再识别问题上了取得了较好的效果,但对于多样化的数据集,单一的全局度量很难适应差异化的特征。对此,有研究者提出了局部度量学习,但这些方法通常需要求解复杂的凸优化问题,计算繁琐。方法 利用局部度量学习思想,结合近几年提出的XQDA（cross-view quadratic discriminant analysis）和MLAPG（metric learning by accelerated proximal gradient）等全局度量学习方法,提出了一种整合全局和局部度量学习框架。利用高斯混合模型对训练样本进行聚类,在每个聚类内分别进行局部度量学习;同时在全部训练样本集上进行全局度量学习。对于测试样本,根据样本在高斯混合模型各个成分下的后验概率将局部和全局度量矩阵加权结合,作为衡量相似性的依据。特别地,对于MLAPG算法,利用样本在各个高斯成分下的后验概率,改进目标损失函数中不同样本的损失权重,进一步提高该方法的性能。结果 在VIPeR、PRID 450S和QMUL GRID数据集上的实验结果验证了提出的整合全局—局部度量学习方法的有效性。相比于XQDA和MLAPG等全局方法,在VIPeR数据集上的匹配准确率提高2.0%左右,在其他数据集上的性能也有不同程度的提高。另外,利用不同的特征表示对提出的方法进行实验验证,相比于全局方法,匹配准确率提高1.3%~3.4%左右。结论 有效地整合了全局和局部度量学习方法,既能对多种全局度量学习算法的性能做出改进,又能避免局部度量学习算法复杂的计算过程。实验结果表明,对于使用不同的特征表示,提出的整合全局—局部度量学习框架均可对全局度量学习方法做出改进。     

目标再确认中的优化扩散距离相似性度量

跨摄像头目标再确认是多摄像头监控领域中一个亟需解决的难点问题，如何获得准确率更高的距离度量算法成为解决该难点的关键。为此本文在提取优秀的多特征基础上，建立了一种无需训练，适应更多场景的度量算法:优化扩散距离相似性度量，用于跨摄像头目标再确认。在高维扩散距离的基础上，加入高斯金字塔图像采样和加权性优化处理，用于提高相似空间向量的辨别力，并提高计算效率。通过对高维扩散距离的二次优化建立起最终的相似性度量函数。最后对VIPeR和ETHZ数据库中的图片进行多次目标再确认实验，排名第一的图片的正确匹配率达到了50.5%。实验结果表明本文算法取得了较好的匹配结果。     

迁移度量学习行人再识别算法

行人再识别技术是计算机视觉领域中一个具有挑战性的任务。该任务针对个体的外观变化模式展开研究,特征变化剧烈,存在小样本问题,而通过提出的一种基于迁移学习的度量学习模型,可约束不同数据集样本分布的差异,实现度量模型在不同数据集上的迁移。该算法不仅增强了度量模型训练样本的多样性,提高了分辨能力,同时提升了样本的适应性。最后,通过在iLIDS数据集进行度量模型的预训练,并在VIPeR和CUHK01两个数据集上进行的迁移学习,验证了算法的有效性和准确性。