融合稀疏保持的成对约束投影

提出一种融合稀疏保持的成对约束投影(Pairwise Constraint Projections inosculating Sparsity Preserving, SPPCP)。该算法在成对约束指导的降维过程中,通过平衡参数引入稀疏保持投影(Sparsity Preserving Projections, SPP),在保持成对约束特征的同时,也继承了稀疏保持所蕴含的几何结构保持和近部保持特性。在UCI数据集和 AR人脸库上的实验表明,该算法有效地融合了稀疏保持投影的优点,与典型的成对约束的半监督降维算法相比,提 高了基于最短欧氏距离的分类算法的精度和稳定性。     

结合成对约束的近邻稀疏保留投影算法

稀疏保持投影算法是一种无监督的全局线性降维方法,无法应对训练样本不足及类内样本间差异过大的情况。针对该问题,提出一种结合成对约束机制的近邻稀疏保留投影算法。利用近邻样本求取稀疏系数以保留局部结构信息,引入成对约束监督的思想,利用样本类别指导稀疏重构过程,最后定义能最大限度保留稀疏系数中蕴含的类别信息的低维子空间。将该算法用于人脸识别,实验结果证明了算法在识别率以及运行时间上的有效性和可行性。     

全局加权稀疏局部保留投影

针对稀疏保留投影(SPP)算法运行时间较长并且忽略了样本的类间差异信息的问题,在稀疏保留投影算法的基础上,提出了全局加权稀疏局部保留投影(GWSLPP)算法。该算法在保持样本的稀疏重构关系的同时,使样本具有很好的鉴别能力,算法通过对样本进行稀疏重构处理;然后对样本进行投影并且最大化样本的类间散度;最后利用得到的投影将样本分类。该算法分别在FERET人脸库和YALE人脸库上进行实验。实验结果表明,全局加权稀疏保留算法在执行时间和识别率综合性能上,优于局部保留投影(LPP)、SPP和FisherFace算法,执行时间只有25s,识别率能达到95%以上,实验数据验证了算法的有效性。     

全局加权稀疏局部保留投影

针对稀疏保留投影(SPP)算法运行时间较长并且忽略了样本的类间差异信息的问题,在稀疏保留投影算法的基础上,提出了全局加权稀疏局部保留投影(GWSLPP)算法。该算法在保持样本的稀疏重构关系的同时,使样本具有很好的鉴别能力,算法通过对样本进行稀疏重构处理;然后对样本进行投影并且最大化样本的类间散度;最后利用得到的投影将样本分类。该算法分别在FERET人脸库和YALE人脸库上进行实验。实验结果表明,全局加权稀疏保留算法在执行时间和识别率综合性能上,优于局部保留投影(LPP)、SPP和FisherFace算法,执行时间只有25s,识别率能达到95%以上,实验数据验证了算法的有效性。     

基于稀疏重构的判别分析

为了解决现有判别分析算法对残缺和遮挡等外部干扰比较敏感的问题,从局部稀疏表示的角度,提出一种基于稀疏重构的判别分析(SDA)降维算法。该算法首先利用稀疏表示完成各个类内局部稀疏重构,然后通过非所在类内的样本均值完成各样本的类间局部稀疏重构,最后在降维过程中保持类间和类内的稀疏重构信息之比。在AR和UMIST人脸库人脸数据集上的实验结果表明,与基于图优化的Fisher分析(GbFA)算法和基于重构判别分析(RDA)算法相比,该算法提高了基于近邻分类的最高识别准确率2%~10%。     

特征加权组稀疏判别投影分析算法

近来, 稀疏表示分类算法已经在模式识别和特征提取领域获得了广泛的关注. 受最近提出的稀疏表示判别投影算法启发, 本文提出了一种新的特征加权组稀疏判别投影算法(Feature weighted group sparse classification steered discriminative projection, FWGSDP). 首先, 提出特征加权组稀疏分类算法(Feature weighted group sparsebased classification, FWGSC)进行稀疏系数编码, 该算法采用带特征加权约束的保局性信息, 能够鲁棒地重构给定的输入数据; 其次, 通过类内重构散度最小、类间重构散度最大为目标计算最优投影判别矩阵, 使得输入数据具有最佳的模式分类效果; 最后, 提出迭代重约束稀疏编码方法并结合特征分解操作进行FWGSDP模型高效求解. 在ExYaleB, PIE和AR三个人脸数据库的实验验证了所提算法在普通数据和带噪数据中的分类效果都优于现存的算法.     

稀疏局部Fisher判别分析

提出一种稀疏局部Fisher判别分析（Sparsity Local Fisher Discriminant Analysis,SLFDA）。该算法在局部Fisher判别分析降维的基础上,通过平衡参数引入稀疏保持投影,在投影降维过程中保持了数据的全局几何结构和局部近邻信息。在UCI数据集和YaleB人脸数据集上的实验表明,该算法融合局部Fisher判别分析和稀疏保持投影的优点;与现有的半监督局部Fisher判别分析降维算法相比,该算法提高了基于最短欧氏距离的分类算法的精度。     

半监督的稀疏保持二维边界Fisher分析降维算法

针对样本集中类别标签样本不足的问题,提出一种半监督的稀疏保持二维边界fisher分析降维算法.首先利用图像像素间的空间结构信息,基于图像矩阵进行降维;然后设计类内散度矩阵和类间散度矩阵,以保持样本间的类内紧凑性和类间分离性;最后通过稀疏保持对特征间的稀疏重构性加以约束,所获得的稀疏重构权重保持了局部几何结构,而且也包含了自然鉴别信息.在YALE,ORL和AR人脸数据库上的实验结果表明,该算法具有很好的分类和识别性能.     

基于流形学习和稀疏约束的快速特征提取算法

针对稀疏保持投影算法在特征提取过程中无监督和L1范数优化的计算量较大的问题,提出一种基于流形学习和稀疏约束的快速特征提取算法。首先通过逐类PCA构造级联字典,并基于该字典通过最小二乘法快速学习稀疏保持结构;其次构造用于描述不同子流形距离的局部类间散度函数;然后整合所学习到的稀疏表示信息和局部类间散度信息以达到既考虑判别效率又保持稀疏表示结构的目的;所提算法最终转化为一个求解广义特征值问题。在公共人脸数据库(Yale,ORL和Extended Yale B)中 的 测试结果验证了该方法的可行性和有效性。     

监督型稀疏保持投影

稀疏保持投影（SPP）是最近提出的一种无监督降维方法,因此无法利用标号数据提供的监督信息。为此,对SPP进行了扩展,给出了两种监督型稀疏保持投影算法：基于稀疏保持的判别分析（SPP+LDA）和监督稀疏保持投影（S2PP）。前者通过在SPP变换的子空间内进行线性判别分析（LDA）达到利用数据间稀疏重建关系和监督信息的目的;后者借助数据标号直接修正SPP构建的稀疏重建图在SPP中自然地融入监督信息。分析了两种算法的优缺点,在两个常用的人脸数据集（Yale和AR）上验证了两者的可行性及有效性。     

基于流形学习的正交稀疏保留投影

稀疏保留投影通过保留样本之间的全局稀疏重构关系来进行特征提取,获得了良好的分类效果。但是,稀疏保留投影得到的投影变换通常不是正交的,而且在实际应用中,正交性一直被认为有利于提高鉴别能力。另外,根据流形学习理论,局部流形结构比全局欧式结构更重要。因此,文中在稀疏保留投影中引入了流形结构保留和正交投影,提出了整体正交流形稀疏保留投影（HOMSPP）和迭代正交流形稀疏保留投影（IOMSPP）两种实现算法来实现人脸和掌纹图像的特征提取。     

Discover latent discriminant information for dimensionality reduction: Non-negative Sparseness Preserving Embedding

How to define sparse affinity weight matrices is still an open problem in existing manifold learning algorithms. In this paper, we propose a novel unsupervised learning method called Non-negative Sparseness Preserving Embedding (NSPE) for linear dimensionality reduction. Differing from the manifold learning-based subspace learning methods such as Locality Preserving Projections (LPP), Neighbor Preserving Embedding (NPE) and the recently proposed sparse representation based Sparsity Preserving Projections (SPP); NSPE preserves the non-negative sparse reconstruction relationships in low-dimensional subspace. Another novelty of NSPE is the sparseness constraint, which is directly added to control the non-negative sparse representation coefficients. This gives a more ground truth model to imitate the actions of the active neuron cells of V1 of the primate visual cortex on information processing. Although labels are not used in the training steps, the non-negative sparse representation can still discover the latent discriminant information and thus provides better measure coefficients and significant discriminant abilities for feature extraction. Moreover, NSPE is more efficient than the recently proposed sparse representation based SPP algorithm. Comprehensive comparison and extensive experiments show that NSPE has the competitive performance against the unsupervised learning algorithms such as classical PCA and the state-of-the-art techniques: LPP, NPE and SPP.     

Manifold sparsity preserving projection for face and palmprint recognition

Multimedia Tools and Applications - Sparsity Preserving Projection (SPP) has been recently successfully applied on pattern recognition applications and is the basis for a series of follow up...     

基于二维Gabor小波与SPP算法的人脸识别研究

稀疏表示近年来在模式识别领域已经取得了成功的应用,如目标探测和分类。稀疏保留投影（ SPP）算法是基于稀疏表示理论所提出的一种特征提取方法,目标是获得一个线性投影空间,使得样本之间的全局重构关系得以在低维空间保留。 SPP算法无需选择任何模型参数,具有很强的适应性,其灵活性及有效性在人脸识别中得到了详细的验证。文中结合二维Gabor小波与SPP算法用于人脸识别系统,二维Gabor小波主要用于提取人脸图像特征,SPP对图像特征进行降维。最后,在ORL人脸数据库上的实验表明,该算法较传统方法以及单独使用SPP算法的方法有较好的识别结果。     

基于流形学习的整体正交稀疏保留鉴别分析

稀疏保留投影是一种有效的特征提取方法,但是其主要关注样本间的全局稀疏重构关系,并且得到的投影变换通常不是正交的。在实际应用中,图像数据往往处于高维空间中的一种低维流形中,正交性一直被认为有利于提高鉴别能力。文中以有监督学习的方式在稀疏保留投影中引入了流形结构保留,并使得投影空间正交,从而提出了一种新的特征提取方法,即基于流形学习的整体正交稀疏保留鉴别分析（MLHOSDA）。在人脸和掌纹图像数据库的实验结果表明此方法具有较好的识别效果。     

稀疏保持典型相关分析及在特征融合中的应用

稀疏保持投影(Sparsity preserving projections, SPP)由于保持了数据间的稀疏重构性, 因而获取的投影向量满足旋转、尺度和平移的不变性, 并能够在无标签的情况下提取样本的自然鉴别信息, 在人脸识别领域取得了较为成功的应用. 本文在典型相关分析(Canonical correlation analysis, CCA)的基础上引入稀疏保持项, 提出一种稀疏保持典型相关分析(Sparsity preserving canonical correlation analysis, SPCCA). 该方法不仅实现了两组特征集鉴别信息的有效融合, 同时对提取特征间的稀疏重构性加以约束, 增强了特征的表示和鉴别能力. 在多特征手写体字符集与人脸数据集上的实验结果表明, SPCCA比CCA具有更优的识别性能.