层次聚类结合空间金字塔的图像分类

在图像分类中,视觉词典的质量直接影响着图像分类的结果,随着用户的要求提高,K-means聚类算法所构建的视觉词典已无法满足用户对图像分类的需求,为了得到高效的视觉词汇码本,针对构建视觉词典的算法进行研究,通过K-means算法和层次聚类算法的结合来达到这一目的。混合聚类算法采用K-means算法对数据样本进行初步聚类,得到一个粗略的划分;引入信息熵的属性加权,利用信息熵度量某个属性的关键性,信息熵越大的属性对聚类结果的影响越小,计算加权后的类间欧式距离,将距离相近的两个类进行合并;在空间金字塔模型框架中,将改进的混合聚类方法应用到视觉词典的构建中。实验结果表明,结合信息熵的层次聚类算法能有效提高空间金字塔模型的分类准确率。     

基于拉普拉斯非负稀疏编码的图像分类

针对复杂背景下的图像分类问题,结合非负稀疏编码和局部保持投影算法,提出一种拉普拉斯正则化非负稀疏编码算法。相比于已有的稀疏编码算法,该算法不仅能更好地模拟哺乳动物初级视觉系统主视皮层V1区简单细胞感受野的行为,同时也可使相似的特征经过编码后仍然相似,从而保证特征度量的一致性。将该算法与空间金字塔匹配模型相结合应用于图像分类,在多个图像数据库上的实验结果表明,该算法具有较高的分类精度。     

基于兴趣域检测的空间金字塔匹配图像分类

在图像分类过程中,一个图像区域内起着决定性作用的对象位置和大小都不确定,直接使用空间金字塔匹配算法的分类准确率并不高。为此,提出了一种基于兴趣域检测的空间金字塔匹配方法可以有效改善分类准确率。首先利用检测器得到的定位结果,证实了在图像分类里使用一种主流的目标检测算法去将图像的目标和背景分离,分别得到前景和背景的可行性,然后使用粗目标对齐方式匹配,为这两个区域分别构建基于空间金字塔匹配算法的空间特征直方图,最后结合检测器提供的兴趣域检测评分与支持向量机提供的评分为分类结果重评分。实验结果表明,所提方法比使用标准的空间金字塔匹配算法得到的平均准确度均值提升超过12%,同时在与三种主流算法的对比中,所提方法平均准确度均值最高,并且在超过一半的图像类别中获得了最高的平均准确度。     

基于稀疏编码多尺度空间潜在语义分析的图像分类

传统潜在语义分析方法无法利用图像中区域语义构成的上下文信息来获得图像目标空间分布信息,因此它丢掉了局部特征之间的空间关系信息.而基于最近邻矢量量化来构造共生矩阵具有较大的量化误差,使得特征描述缺乏鲁棒性,影响后续潜在语义分析获得特征的精确性.为了弥补这些不足,文中提出了一种基于稀疏编码的多尺度空间潜在语义分析的图像分类方法.首先通过空间金字塔方法对图像进行空间多尺度划分,然后利用稀疏编码对每个局部块特征进行软量化以形成共生矩阵,之后结合概率潜在语义分析(PLSA)获得每个局部块的潜在语义信息,再利用权值串接每个特定局部块中的语义信息得到图像多尺度空间潜在语义信息,最后用支持向量机(SVM)分类器完成图像的场景分类.在常见图像库上的实验表明,本文提出的基于稀疏编码的多尺度空间潜在语义分析方法平均分类精度比现有诸多方法均有明显提高,验证了其有效性和鲁棒性.实验还表明,空间金字塔匹配、稀疏编码共生矩阵以及PLSA降维这3个模块在该文方法中缺一不可,共同提升图像表征和分类性能.     

基于语义短语的空间金字塔词袋模型图像分类方法

针对空间金字塔词袋模型缺少对局部特征之间语义分布关系的表达,提出了一种基于语义短语的空间金字塔词袋模型图像表示方法.首先,将局部特征映射为具有一定语义信息的视觉单词,通过统计局部特征邻域范围内其他相关特征点的语义分布情况来构造语义短语.其次,将语义短语采用稀疏编码进行量化生成语义词典,图像则表示成基于语义词典的空间金字塔式稀疏统计直方图向量.最后,将图像表示向量代入分类器中进行训练和测试.实验结果表明,本文方法能够较大幅度地提高图像分类的准确率.     

集成多特征与稀疏编码的图像分类方法

采用单一特征时存在提取信息量不足、对图像内容描述较片面等问题,单一编码方法在组织特征向量时也会对图像造成过多的信息丢失.针对这些问题,文中提出一种集成多特征与稀疏编码方法.首先,对图像进行空间金字塔划分,结合尺度不变特征和梯度方向直方图特征之间的优势互补性,提取得到不同的特征集.然后,在不同的特征集上用不同的聚类方法得到不同的视觉词汇本,在每个词汇本上分别进行局部稀疏编码和稀疏编码,得到不同的图像描述集.最后,利用线性SVM进行图像分类,并对得到的多个结果采用投票决策方法决定最终分类情况.实验表明文中方法有良好的准确性和鲁棒性.     

结合稀疏编码和金字塔匹配的视频检索

针对金字塔匹配下的视频检索系统中基础特征用矢量量化方法表示不够精确的问题,结合稀疏编码方法进行视频检索。视频的基础特征通过稀疏编码表示后,用金字塔方法进行多次匹配,将多次匹配结果线性合并,作为修正后的相似性度量结果。通过对UCF50的检索实验表明,该方法能显著提高检索的准确率。     

基于非负弹性网稀疏编码算法的图像分类方法

为提高图像分类的准确率,提出一种非负弹性网稀疏编码算法。利用非负稀疏编码算法和弹性网模型,在稀疏编码优化模型的目标函数中引入l_2范数正则项,增加编码系数的非负约束,并将该算法与空间金字塔模型相结合应用于图像分类。实验结果表明,与传统的稀疏编码算法相比,该算法不仅能提高编码的判别性与有效性,而且可使相似的特征描述符编码后仍然相似,增强编码的稳定性,具有较高的分类准确度。     

非负局部约束线性编码图像分类算法

基于特征提取的图像分类算法的核心问题是如何对特征进行有效编码. 局部约束线性编码(Locality-constrained linear coding, LLC) 因其良好的特征重构性与局部平滑稀疏性, 已取得了很好的分类性能. 然而, LLC编码的分类性能对编码过程中的近邻数k的大小比较敏感, 随着k的增大, 编码中的某些负值元素与正值元素的差值绝对值也可能增大, 这使得LLC越来越不稳定. 本文通过在LLC优化模型的目标方程中引入非负约束, 提出了一种新型编码方式, 称为非负局部约束线性编码(Non-negative locality-constrained linear coding, NNLLC). 该模型一般采取迭代优化算法进行求解, 但其计算复杂度较大. 因此, 本文提出两种近似非负编码算法, 其编码速度与LLC一样快速. 实验结果表明, 在多个广泛使用的图像数据集上, 相比于LLC, NNLLC编码方式不仅在分类精确率上提高了近1%～4%, 而且对k的选取具有更强的鲁棒性.     

基于多尺度特征融合Hessian稀疏编码的图像分类算法

针对传统稀疏编码图像分类算法提取单一类型特征,忽略图像的空间结构信息,特征编码时无法充分利用特征拓扑结构信息的问题,提出了基于多尺度特征融合Hessian稀疏编码的图像分类算法（HSC）。首先,对图像进行空间金字塔多尺度划分;其次,在各个子空间层将方向梯度直方图（HOG）和尺度不变特征转换（SIFT）进行有效的融合;然后,为了充分利用特征的拓扑结构信息,在传统稀疏编码目标函数中引入二阶Hessian能量函数作为正则项;最后,利用支持向量机（SVM）进行分类。在Scene15数据集上的实验结果表明,HSC的准确率比局部约束线性编码（LLC）高了3~5个百分点,比支持区别性字典学习（SDDL）等对比方法高了1~3个百分点;在Caltech101数据集上的耗时实验结果表明,HSC的用时比多核学习稀疏编码（MKLSC）少40%左右。所提HSC可以有效提高图像分类准确率,算法的效率也优于对比算法。     

基于分层特征融合的行人分类

针对复杂环境中的行人检测问题,提出了一种有效的基于分层稀疏编码的图像表示方法。首先通过两层稀疏编码模型结合基于K-SVD的深度学习算法来获得图像的稀疏表示,对图像块及同一区域的高阶依赖关系进行了建模,形成一个有效的无监督特征学习方法;然后将得到的稀疏表示与SIFT描述符的稀疏表示进行特征融合,得到了更加全面、更加可判别的图像表示;最后结合SVM分类器应用于行人分类任务。实验结果表明,该行人分类方法对比同类方法在性能上有明显改善。     

A Non-Collision Hash Trie-Tree Based Fast IP Classification Algorithm

With the developemnt of network applications,routers must support such functions as firewalls,provision of QoS,traffic billing,etc.All these functions need the classification of IP packets,according to how different the packetes are processd subsequently,which is determined.In this article,a novle IP classification algorithm is proposed based on the Grid of Tries algorithm.The new algorithm not only eliminates original limitations in th case of multiple fields but also shows better performance in regard to both and space.It has better overall performance than many other algorithms.     

一种基于混沌的图像hash算法*

为了实现图像认证,提出了基于混沌理论的图像hash算法。算法首先将原始图像经过置乱得到加密图像,然后对差值矩阵进行调制,量化,得到固定长度的图像Hash序列,算法讨论了图像的缩放和JPEG压缩对图像Hash序列的影响,当阈值为0.1时,对以上提到的攻击方法进行了实验,结果表明图像对这两种攻击具有一定的鲁棒性。     

基于颜色四通道及空间金字塔的鱼类图像检索

随着计算机视觉技术在海洋水产领域中的应用不断加深，鱼类图像检索在渔业资源调查、鱼类行为学分析等方面发挥了巨大的作用。通过研究发现，鱼类图像的背景信息会对鱼类图像检索造成极大干扰，而且鱼类图像中颜色、纹理、形状等特征由于空间位置信息的缺乏而使检索的准确率不高。为解决以上问题，提出了一种新的基于颜色四通道及空间金字塔的鱼类图像检索算法。首先，提取视觉显著性图将鱼类图像的前景和背景分开，从而减少图像背景对检索的干扰；其次，为了使图像特征包含一定的空间位置信息，利用空间金字塔的理论对图像进行分割，在此基础上，将图像转为HSVG四通道图并提取SURF特征；；最后，得到检索结果。为验证所提算法的有效性，在QUT_fish_data数据集和DLOU_fish_data数据集上对算法的查全率、查准率与经典的HSVG算法和显著性分块算法进行对比：在两个数据集上查准率分别比传统的HSVG算法最多分别提高12%和5%，查全率最多分别提高7%和22%；比传统的显著性分块算法查准率最多分别提高15%和5%，查全率最多分别提高36%和22%；从而证明所提算法是有效的，能有效提升鱼类图像的检索效果。     

基于快速低秩编码与局部约束的图像分类算法

针对快速低秩编码算法存在特征重建误差较大,以及特征间局部约束条件丢失的问题,提出一种强化局部约束的快速低秩编码算法。首先,使用聚类算法对图像中特征进行聚类,得到局部相似特征集合及其对应的聚类中心;其次,在视觉词典中采取K最近邻（KNN）策略查找聚类中心对应的K个视觉单词,并将其组成对应的视觉词典;最后,使用快速低秩编码算法获得局部相似特征集合对应的特征编码。改进算法在Scene-15和Caltech-101图像库上的分类准确率比快速低秩编码算法提高4%到8%,编码效率比稀疏编码算法提高5~6倍。实验结果表明,改进算法使得局部相似特征具有相似编码,从而更加准确地表达图像内容,能有效提高分类准确率及编码效率。     

基于PCA的哈希图像检索算法

图像哈希算法的步骤大致分为投影和量化两个阶段,为提高哈希编码的性能,分别对这两个阶段进行研究。在投影阶段,通过主成分分析算法将数据投影到新的特征子空间中,以降低原始特征之间的冗余性;在量化阶段,为减少量化所带来的损失,提出一种单双比特结合的量化方法;利用得到的哈希编码进行图像检索。在两个常用的图像数据集上的实验结果表明,提出的算法较现有的主流图像哈希算法在多个评价指标下均有所提高。     

空间金字塔颜色直方图在图像分类中的应用

颜色直方图在图像分类系统中有着重要的应用。针对像颜色直方图特征的空间关系,提出空间金字塔颜色直方图作为图像的特征表示。它结合了图像的全局特征以及分块特征的优点。使用支持向量机（SVM）以及常用的4种核函数进行了测试。在corel图像库上的实验结果表明,该特征可以有效地结合全局与空间特征,提高了图像的分类准确率。