基于加权不相关鉴别分析的人脸识别

提出了一种基于加权不相关鉴别分析的人脸识别方法。该方法引入了一种新的权函数对Fisher准则加权,以改善样本在低维线性空间中的可分性;然后,以给出的加权Fisher准则为目标函数,在共轭正交的约束下求解其最佳投影方向,从而保证所提取的最佳鉴别特征之间的统计不相关性。实验结果表明,与经典的特征脸方法和Fisher脸方法相比,该方法对光照变化、表情变化以及时间变化等不敏感,具有更好的鲁棒性。     

具有统计不相关性的最佳鉴别特征空间的维数定理

提出并严格证明了具有统计不相关性的最佳鉴别特征空间的维数定理：对含有L个类别的模式识别问题，具有统计不相关性的最佳鉴别特征空间的维数为（L－1）：说明了具有统计不相关性的最佳鉴别变的与Wilks所提出的经典的模式特征抽取方法的关系。在一定的条件下，具有统计不相害性的最佳鉴别矢量集等价于Wilks所提出的经典鉴别矢量集。经典的模式特征抽取方法可以用来在不损失任何Fisher鉴别信息的意义下，对含有L个类别的模式识别问题。抽取（L－1）个具有统计不相关性的最佳鉴别特征。     

基于对称非迭代双边2DPCA的人脸识别

结合人脸图像的对称性在非迭代双边二维主成分分析（NIB2DPCA）的基础上, 提出了对称非迭代双边二维主成分分析（SNIB2DPCA）的人脸识别方法。该方法引入镜像变换, 根据奇偶分解原理分别生成奇、偶对称样本, 用NIB2DPCA分别对奇偶对称样本提取特征, 通过奇偶加权因子对奇偶对称样本的特征矩阵进行组合得到最终的分类特征矩阵, 最后用最近邻分类器分类。在Yale、ORL和YaleB人脸库上的实验表明该方法不仅显著提高了识别率, 而且对光照影响有一定的鲁棒性。     

基于小波变换和多特征融合算法的人脸识别

提出了基于小波变换和多特征融合算法的人脸识别方法。该方法先对原始人脸图像进行简单加权小波变换以降低维数,施行改进的模块二维主成分分析（M2DPCA）抽取特征,再进行加权最大散度差鉴别分析（WMSD）得到最终的特征图像,采用最近邻分类器对人脸分类识别。该方法不仅利用了人脸图像的局部特征和类别信息,而且避免了矩阵的奇异值分解可能遇到的问题。在ORL人脸库上实验,以验证该方法的有效性。     

2维不相关鉴别矢量集算法

在人脸识别算法中,已有的计算不相关鉴别矢量集的算法均是基于图像向量模型的,因而将遇到所谓的小样本问题,而且由于采用迭代求解方式,算法运算速度缓慢,为此提出了一种新的求取不相关鉴别矢量集的算法,即一种基于图像矩阵模型的2维不相关鉴别矢量集算法。算法由于采用了图像矩阵模型,解决了小样本问题,通过对类内散布矩阵的白化变换,使得推广的2维线性鉴别分析模型具有类似的2维主成分分析模型的形式,从而将两种算法的模型有效地联系起来,进而可以非迭代地求得2维不相关鉴别矢量集,不但求解速度快且数值解稳定。在ORL和Yale人脸库上的实验结果表明,该算法不但减少了计算时间,同时也提高了识别率,为求解不相关鉴别矢量集提供了一个新的思路。     

基于泛滑动窗与加权2DLDA的单样本人脸识别

对于单训练样本人脸识别,基于每人多个训练样本的传统人脸识别算法效果均不太理想。尤其是基于Fisher线性鉴别准则的一些方法,由于类内散布矩阵为零矩阵,根本无法进行识别。针对这一问题进行了分析研究,提出了一种新的样本扩充方法,即泛滑动窗法。采用“大窗口,小步长”的机制进行窗口图像采集和样本扩充,不仅增加了训练样本,而且充分保持和强化了原始样本模式固有的类内和类间信息。然后,使用加权二维线性鉴别分析方法（Weighted 2DLDA）对上面获得的窗口图像进行特征抽取。在ORL国际标准人脸库上进行的实验表明了所提算法的可行性和有效性。     

基于自适应特征融合的人脸识别

针对单一人脸特征在人脸识别中的局限性问题和二维主成分分析人脸特征缺少判别信息的问题,利用互补思想,提出了一种改进的二维主成分分析与二维线性鉴别分析加权融合的人脸识别算法。利用离散余弦变换对原始人脸图像进行压缩并重建,以滤除图像中人眼并不敏感的中高频部分,再利用二维主成分分析方法进行人脸特征的提取;运用二维线性鉴别分析方法提取原始人脸图像中具有鉴别性的人脸特征;最后,提出一种自适应的权值选取方法,将两种人脸特征进行加权融合以实现分类识别。在ORL和Yale人脸数据库上的实验结果证明了该方法的有效性。     

基于分块二维线性鉴别分析的人脸识别

基于2DLDA方法,提出了一种基于图像分块的二维线性鉴别分析(M2DLDA)的人脸识别方法。该方法首先对原始人脸图像进行必要的预处理后进行分块,再对分块后的子图像分别采用2DLDA方法进行特征提取,最后用最小距离分类器进行识别。该方法的优点：分块后能有效的抽取人脸图像的局部特征有利于分类;降低了2DLDA方法提取的特征矩阵的维数;特征提取是基于图像矩阵的,抽取方便快速。在ORL人脸数据库上的实验结果表明：该方法在识别性能上优于2DLDA方法。     

二维典型相关分析在小样本图像识别上的应用

针对传统典型相关分析（Canonical Correlation Analysis,CCA）的图像识别中出现的小样本（Small Sample Size,SSS）问题,提出二维典型相关分析（Two-Dimensional CCA,2DCCA）。首先阐述了2DCCA方法的基本原理并给出了类成员关系矩阵的构造方法,推导出了类成员关系协方差矩阵广义逆的解析解。其次,从理论上证明了2DCCA方法对于解决小样本问题的有效性。最后,利用人脸识别实验来测试该方法的性能,实验结果表明,2DCCA方法有效地解决了图像识别中常见的小样本问题,并且能取得较其他几种基于CCA的人脸识别方法更优的识别结果。     

基于SSVM的递归统计不相关特征抽取算法

文章旨在研究数据分布未知的高维、小样本问题的特征抽取算法.基于支持向量机原理和特征统计不相关思想,提出基于散度支持向量机(SSVM)的递归统计不相关特征抽取算法,解决现有算法抽取特征之问存在相关性、算法受到样本分布影响等问题.针对高维小样本问题,使用PCA把SSVM优化问题变换到同构低维空间;给出边界鉴别向量集的递归求...     

苹果近红外光谱的特征提取和分类研究

采用近红外光谱分析法对不同种类的苹果样品进行分类,提出一种基于非相关判别转换的苹果近红外光谱定性分析新方法。实验分别采用主成分分析、Fisher判别分析和非相关判别转换三种方法对苹果光谱数据进行特征提取,并使用K-近邻分类算法建立三种苹果分类识别模型,最后使用"留一"交叉验证法进行模型检验。结果表明,使用非相关判别转换方法建立的模型正确识别率优于使用主成分分析和Fisher判别分析建立的模型。     

不相关鉴别分析改进算法

不相关鉴别分析是一种非常有效并起着重要作用的线性鉴别分析方法,它能抽取出具有不相关性质的特征分量。但是,由于每一个鉴别矢量的得出都要求解一个特征方程,不相关鉴别分析算法一直是计算代价很大的算法,在需求解的鉴别矢量个数较多时尤其如此。该文基于一个等效的Fisher准则函数,提出了不相关鉴别分析的另一问题模型。使用Lagrange乘子法,可求出对应该问题模型的“不相关”鉴别矢量解的简洁的表示式。关于CENPARMI手写体阿拉伯数字库和ORL人脸图象库的实验表明,该文提出的不相关鉴别分析改进算法计算效率较原算法有较大提高。     

FUDT在苹果近红外光谱分类中的应用

苹果的分类是苹果采收后商品化处理的重要环节。为了快速、无损和有效地实现苹果的分类,利用近红外光谱技术采集四种苹果的近红外反射光谱,用主成分分析对高维的近红外光谱进行降维处理,分别运行线性判别分析,二次判别分析,模糊非相关判别转换和Foley-Sammon判别分析提取鉴别信息,用k-近邻分类器进行分类。分类结果表明,模糊非相关判别转换能更好地提取苹果近红外光谱的品种鉴别信息,达到了最高的分类准确率。     

基于双重鉴别相关性分析的图像识别算法

针对多视图相关性算法未有效利用视图中相关信息且忽视了潜在的鉴别信息的问题,提出基于同一视图内和不同视图间的双重鉴别相关性分析(DVDCA)算法。首先,设计有监督的类内和类间相关性变量,通过最大化类内相关性变量、最小化类间相关性变量来提取视图中的鉴别特征;其次,考虑在同一视图内和不同视图间均考虑进行鉴别相关特征提取,设计约束形式的双重视图鉴别相关性特征提取模型,以利用丰富的视图信息。在Multi-PIE多角度人脸数据集数据集上与多视图线性鉴别分析、典型相关性分析(CCA)、多视图鉴别隐性空间(MDLS)、不相关多视图鉴别字典学习(UMDDL)四种算法对比实验,DVDCA分类识别率能够提高1.45~4.73个百分点;在MFD多特征手写体数据集上分类识别率能够提高1.25~5.29个百分点。     

基于主动学习的平衡类鉴别分析

特定类的思想是将传统的多类特征提取和识别任务转化为多个两类问题,由此产生了类不平衡问题,影响最优鉴别特征的提取。为了解决该问题,文中提出了一种主动学习平衡类鉴别分析（ALCBD）方法。对于每个特定类,ALCBD从其对应的大类中选取它的部分近邻样本构成特定类的近邻样本集,接着将这个近邻样本集划分成与特定类相同样本数的多个子集,然后根据主动学习的思想挑选最优子集与特定类结合成为新样本集,最后用传统的线性鉴别分析（LDA）方法得到鉴别向量。基于USPS和Honda/UCSD数据库的实验表明ALCBD方法能够有效地解决类不平衡问题,并改善了识别性能。     

基于位平面图像与2DMSLDA的单样本人脸识别

在进行单训练样本人脸识别时,基于每人多个训练样本的传统人脸识别算法效果通常不太理想。尤其是基于Fisher线性鉴别准则的一些方法,由于类内散布矩阵为零矩阵,根本无法进行识别。针对以上问题进行了分析研究,提出了一种新的样本扩充方法,即：采用位平面图像分解法,将每幅样本图像分解为8幅,进而通过各种合成策略构造多幅样本图像。使用一种更加稳定的二维最大散度差线性鉴别分析方法（2DMSLDA）对上面获得的新样本图像进行特征抽取。在ORL国际标准人脸库上进行的实验表明了所提算法的可行性和有效性。     

模糊非相关判别转换及其应用

线性判别分析是一种特征提取和维数缩减的方法,广泛应用于人脸识别,语音识别和手写字母识别等领域。但是许多线性判别分析都是“硬”线性判别分析,每个数据点都严格地属于这一类或那一类。在非相关判别转换(UDT)基础上,提出了模糊非相关判别转换(FUDT)。FUDT是利用模糊集理论的有监督学习方法,其判别向量满足广义瑞利商方程,同时也满足样本到模糊非相关优化判别向量上的投影是非相关的。通过FUDT和UDT对公共数据库MSTAR的实验结果可看出,FUDT在处理SAR图像的特征提取方面优于UDT。     

半监督局部判别分析

针对无监督学习及有监督学习算法的缺点,提出一种半监督局部判别分析的线性降维算法。数据在没有足够的训练样本时,局部结构比全局结构更重要。算法在每一个局部区域利用有标签数据推导出数据的局部判别结构,无标签数据和有标签数据推导出数据的内在几何结构。在ORL和Yale人脸数据库上的实验结果表明该算法是有效的。     

基于行列特征复融合的人脸识别

针对基于行列投影特征融合的二维线性判别分析中存在的问题,提出一种行列特征复融合的人脸识别算法。通过二维线性判别分析获得行和列的特征矩阵融合成一个复特征矩阵,从复特征矩阵重提取最具分类能力的系数组成特征向量。利用AT&T和AR人脸数据库对该算法进行性能测试,结果表明该算法具有较高的识别率。     

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。