基于Log-Gabor小波和正交UDP的人脸识别

针对人脸识别中特征提取的小样本问题,对原始的非监督判别映射(UDP)算法进行了改进,提出一种基于Log-Gabor和正交非监督判别映射(Orthogonal UDP)的人脸识别算法——LGOUDP算法.此算法首先采用Log-Gabor小波对图像进行滤波来提取高阶统计信息,然后提出最大化非局部散度和局部散度的权值差和加入...     

无关性判别保局算法及其在人脸识别中的应用

特征提取是人脸识别过程中的一个重要步骤,是人脸识别算法有效性的关键。提出了一种基于无关性判别保局的特征提取算法,并应用于人脸识别。基于保局投影算法的人 脸识别是一种有效的人脸识别算法,但它只考虑了数据的局部性,没有考虑类别信息,也没有考虑所提特征之间的相关性,现有的改进算法虽然考虑了类别信息,但是没有考虑到 类间信息。本文算法使得所提特征之间相互无关,这样降低了数据冗余,同时考虑到类别信息,使得投影后的类间区分度加强了。实验结果验证了算法的正确性和有效性,比传统 算法有较好的识别性能。     

一种局部稀疏判别投影算法

提取有效特征是模式识别中的关键步骤。流形学 习算法能有效处理样本的非线性,而 稀疏表示表现出具有较好的鲁棒性。为了提取具有判别特性和鲁棒的特征,本文结合稀疏表 示和判别准则,提出了一种局部稀疏表示和判别分析的特征提取算法,即局部稀疏判别投影 算法,并应用于人脸识别。算法通过保持数据间的局部稀疏性和最大化不同类别数据间的 可分性,使得降维后的数据具有稀疏性和可分性,因此有利于后续的分类。在ORL和YALE两 个开放人脸数据库上进行了实验,实验结果表明,算法具有较高的识别性,验证了算法的正 确性和有效性。     

一种核正交局部敏感辨别分析算法

为了发掘嵌入在人脸样本的非线性结构信息,把核方法和基向量正交化思想引入局部敏感分析算法中,提出一种新的人脸识别算法-核正交局部敏感辨别分析(Kernel based Orthogonal Locality Sensitive Discriminant Analysis).并给出了算法的推导过程及计算步骤.首先用核方法提取人脸样本的非线性信息,并将其投影至高维非线性空间,然后采用局部敏感辨别分析做线性映射,最后采用施密特正交化方法得到正交的基向量,从而使算法更好地描述人脸非线性流形结构特征.在ORL和YaleB人脸库的人脸识别实验证明了所提算法的有效性.     

融合局部思想和协作表达的鲁棒分类

目的 协作表达分类算法在人脸识别实验上表现出较好的性能,但其未考虑样本的局部特性,且算法只能处理测试样本中的噪声,未能有效处理训练样本集中的噪声.针对这两个问题,提出融合局部思想和协作表达的鲁棒分类算法.方法 一方面,在训练集上,通过奇异值分解SVD得到其有效表达,丢弃一些噪声;另一方面,算法考虑数据的局部相似性,以保持测试样本与其相邻训练样本之间的相似性.结果 本文算法能得到一个闭式(closed-form),可避免稀疏表示分类算法中由于迭代引起的高时间复杂度问题,在ORL、扩展YALEB和PIE人脸库上的识别率分别可达91.4%,93.8%和93.2%,与同类算法相比识别率有较大幅度地提高;实验结果验证了算法所得到的系数具有较高的判别能力.结论 算法将训练样本进行奇异值分解得到“干净”的训练样本,能在一定程度上消除噪声的影响,且在协作表达的基础上,考虑测试样本和与之相邻的训练样本的局部相似性,相比原始的协作表达分类算法有更好的稳定性和鲁棒性.     

人脸识别中适合于小样本情况下的监督化拉普拉斯判别分析

提取有效特征对高维数据的模式分类起着关键的作用.无监督判别投影,通过最大化非局部散度和局部散度之比,在数据降维和特征提取上表现出较好的性能,但是它是一种非监督学习算法,并且存在小样本问题.针对这些问题,提出了监督化拉普拉斯判别分析,算法在考虑非局部散度和局部散度时考虑了样本的类别信息;通过丢弃总体拉普拉斯散度矩阵的零空间,并将类内拉普拉斯散度矩阵投影到总体拉普拉斯散度矩阵的主空间中,然后在该空间中进行特征问题的求解,从而避免了小样本问题.通过理论分析,该算法没有任何判别信息损失,同时在计算上效率也较高.在人脸识别上的实验验证了算法的正确性和有效性.     

零空间保局判别本征脸

本征脸从人脸自身的差别出发,将每一人脸分为脸部共同差别、个体类间差别和个体类内差别,取得了较好的识别效果。但是它未考虑人脸的流形结构,并且会遇到矩阵的奇异性,即小样本问题。针对这些问题,该文提出了零空间保局判别本征脸,该算法充分考虑了个体类内差别和个体类间差别,结合流形学习思想并借助于判别准则使得投影后个体类内之间保持一定的相似性而个体类间之间的区分度有所增加。通过在个体类内保局差异散度矩阵的零空间中求最优特征向量,避免了矩阵的奇异性问题,解决了小样本问题。在人脸识别上的实验验证了算法的正确性和有效性。     

融合协作表达和重构判别分析的数据降维算法

数据降维是处理高维数据的有效手段。子空间学 习算法由于其计算量小,性能较为出 色而广泛应用于模式识别等领域,传统的子空间学习算法均可归纳为图嵌入算法框架中。稀 疏表达是近年来的一个研究热点,并广泛应用于信号处理和模式识别等领域,但计算复杂度 较高。在稀疏表达的基础上,研究者提出了协作表达。相比稀疏表达,协作表达算法由于其 有一个闭式解,因而计算量较小且判别性能较好,可以看成是数据表达的一种有效方法。本 文从协作表达的角度来解释图嵌入算法,将图嵌入算法看作是一类回归模型。通过最小化类 内重构误差散度的同时最大化类间重构误差散度,提出了一种新的图嵌入算法,即重构判别 分析,并将它应用于该回归模型中,然后将问题归结为一广义的特征值问题,算法在某种程 度上能有效避免子空间学习过程中矩阵的奇异性问题。在人脸识别上的实验验证了算法的正 确性和有效性。     

基于局部和全局的特征提取算法及在人脸识别中的应用

提出了一种基于局部和全局特征的特征提取算法.该算法不仅能保持数据集的局部性,同时也考虑了数据集的全局性,使得降维后的数据既能保持邻近关系,又能从整体上较好地重构和展现.PCAO能较好地展现原数据集,LPP能保持局部邻近关系,算法结合了这两个算法的思想,但由于LPP没有考虑类别信息,故先对LPP进行改进,给出了一种有监督的局部保持投影算法,使得提出的算法能更加有利于分类问题.通过人脸识别实验,验证了算法的正确性和有效性.     

结合区域和边界信息的图像显著度检测

目的 图像显著度检测是许多图像应用的核心问题,为了能够在复杂背景下准确提取图像中前景对象的位置和尺度信息,提出一种结合区域和边界信息的图像显著度检测方法。方法 对于图像区域信息,提出一种基于图像等照度线的方法检测显著区域信息。该方法针对不同的特征(颜色、亮度和方向)提出统一的计算方法,使得不同特征下获得的显著信息具有一致的度量标准,从而方便后续多特征显著度图的融合。对于图像边界信息,采用一种结合多尺度Beltrami过滤器的全局方法检测显著边界信息。多尺度Beltrami过滤器可以显著增强图像中的边界信息。利用全局显著度检测方法对经过过滤器处理过的图像可以准确地获取图像中最为显著的边界信息。最后,由于区域和边界分别代表图像中的不同类型信息,可以直接采用线性融合方式构建最终的图像显著度图。结果 与其他9种流行图像显著度检测算法相比,本文算法无论在简单还是复杂背景下均能够较为准确地检测出图像中的显著度信息(Precision、Recall、F测试中获得的平均值为0.5905,0.6554,0.7470的最高测试结果)。结论 提出一种结合区域和边界信息的图像显著度检测算法,通过区域和边界信息相结合的方式实现图像中显著对象的准确检测。实验结果表明本文算法具有良好的适用性和鲁棒性,为图像中复杂背景下对象检测打下坚实基础。