新的局部保持鉴别分析算法

提出了一种新的局部保持鉴别分析算法：基于迹比准则与自适应近邻图嵌入的局部保持鉴别分析算法。根据样本分布特性自适应构建类内和类间近邻图,保持数据的局部结构并且利用数据的鉴别信息,定义局部类内离差矩阵以及局部类间离差矩阵,采用迹比Fisher判别函数作为目标函数,通过迭代的方法最大化局部类间离差矩阵与类内离差矩阵的迹比值,解得最优子空间。在ORL和Yale人脸数据库上的实验表明该方法是有效的。     

完备鉴别保局投影人脸识别算法

为了充分利用保局总体散布主元空间内的鉴别信息进行人脸识别,提出了一种完备鉴别保局投影(complete discriminant locality preserving projections,简称CDLPP)人脸识别算法.鉴于Fisher鉴别分析和保局投影已经被广泛的应用于人脸识别,完备鉴别保局投影(locality preserving projections,简称LPP)算法将这两者结合起来,分析了保局类内散布、类间散布和总体散布的主元空间和零空间内包含的鉴别信息.该算法采用奇异值分解(singular value decomposition,简称SVD),去除了不含任何鉴别信息的保局总体散布的零空间;分别在保局类内散布的主元空间和零空间提取规则鉴别特征和不规则鉴别特征;用串联的方式在特征层融合规则鉴别特征和不规则鉴别特征形成完备的鉴别特征进行人脸识别.在ORL库、FERET子库和PIE子库上的大量识别实验充分表明了完备鉴别保局投影算法的性能优于线性鉴别分析、保局投影和鉴别保局投影等现有的子空间人脸识别算法,验证了算法的有 效性.     

完备非监督鉴别投影与人脸图像分析

针对已有的非监督鉴别投影(UDP)仅仅利用局部散布矩阵的零空间外信息,导致零空间内信息丢失的问题,为了同时利用局部散布矩阵的零空间内和零空间外的信息,提出一种完备的非监督鉴别投影(CUDP)算法.在局部散布矩阵的零空间内,通过最大化非局部散布提取有效特征;在局部散布矩阵的零空间外,通过最大化非局部散布同时最小化局部散布提取其有效特征;最后将这2类特征组合起来形成CUDP的特征.在ORL和FERET人脸库上的人脸识别实验,以及CMU和Yale人脸库上的人脸表情识别实验的结果,证明了CUDP算法的有效性.     

基于随机子空间的局部鉴别投影*

针对高维数据容易对噪声敏感及容易造成维数灾难问题,文中提出基于随机子空间的局部鉴别投影算法(RSLDP).利用随机子空间方法对高维的原始数据进行特征选择,在生成的低维特征子空间构造近邻图,降低噪声影响.RSLDP通过最大化局部类间加权散度和最小化局部类内加权散度,同时最小化样本的总体局部散度,改进局部最大间距鉴别嵌入算法,较好刻画样本与其类间类内近邻中心点的关系,有利于鉴别特征的提取.在CMU PIE和AR这2个人脸数据库上的实验表明文中算法的有效性.     

局部嵌入投影及其在人脸识别中的应用

针对线性鉴别分析忽略样本间局部结构特性的缺陷,提出一种局部嵌入投影人脸识别算法.利用样本间的近邻关系和类别标签信息将所有样本分属于多个近邻类和非近邻类;采用局部均值思想,对每个样本所对应的近邻类和非近邻类,定义其类内散布和类间散布;通过最大化总体类间散布与总体类内散布之比,使得具有相同类别标签且互相邻近的样本点在投影空...     

图像空间中的鉴别型局部线性嵌入方法

为了更好地利用图像的空间关系和类信息来提高局部线性嵌入的性能,提出一种针对图像识别的鉴别型局部线性嵌入算法,并应用于人脸识别。首先,利用自适应图像欧氏距离构建近邻矩阵,计算得到的权重矩阵,再由权重矩阵重构特征,然后重构出数据内在的低维空间,最后利用线性判别分析引入类信息解决局部线性嵌入算法对测试样本无法重构以及分类的缺陷。实验基于FRAV2D和ORL人脸数据库,分析了图像欧氏距离和自适应图像欧氏距离算法提取图像空间信息的能力,并将本文提出的算法与目前已经广泛使用的人脸识别算法进行比较,其结果表明了鉴别型局部线性嵌入算法能更好地保留图像流形结构和类信息,显著提高人脸识别准确率。     

快速的完备鉴别保局投影人脸识别算法

提出一种快速的完备鉴别保局投影算法(FCDLPP)。FCDLPP算法只需使用一次瘦QR分解就可求得保局类内散布的零空间的鉴别矢量,然后再进行一次广义特征值分解求得保局类内散布的主元空间的鉴别矢量。另外,FCDLPP对零空间的不规则鉴别特征和主元空间的规则鉴别特征进行融合。理论分析和实验结果表明,FCDLPP算法不论在计算复杂度还是识别率上都比完备的鉴别保局投影算法有更好的性能和效果。     

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.     

完备正交邻域保持判别嵌入的人脸识别

为解决邻域保持判别嵌入算法所面临的小样本问题,并充分利用类内邻域散度矩阵零空间和非零空间中的判别信息进行人脸识别,提出一种完备正交邻域保持判别嵌入的人脸识别算法。首先间接地利用特征分解方法去除总体邻域散度矩阵的零空间;然后分别在类内邻域散度矩阵零空间和非零空间中提取最优判别矢量。此外,为进一步提高算法的识别性能,给出了基于瘦QR分解的正交投影矩阵的求解方法。在ORL和Yale人脸库上验证了以上算法的有效性。     

基于最大边界准则的稀疏局部嵌入特征提取方法

针对局部线性嵌入算法(LLE)无法利用样本的鉴别信息,最大边界准则算法(MMC)对非线性数据处理能力较弱的不足, 提出一种基于最大间距准则的稀疏局部嵌入(SLE/MMC)特征提取算法。在保持局部近邻的前提下,首先在类内紧致图中使同类样本尽可能地聚集在一起;然后在类间惩罚图中使不同类别的样本尽可能分离;最后使用弹性网回归(Elastic Net)算法得到一个最优的稀疏投影矩阵。为了避免“ 小样本” 问题, 采用MMC的形式构造目标函数。在ORL、Yale以及UMIST人脸库上的实验结果可以看到,同其他几种方法(PCA、LLE和MMC)相比,SLE/MMC具有更高的识别率,表明该方法具有更高效的特征提取能力。     

结合零空间法和F-LDA的人脸识别算法

线性判别分析（LDA）是一种常用的线性特征提取方法。传统LDA应用于人脸识别时主要存在两个问题：1）小样本问题,即由于训练样本不足引起矩阵奇异; 2)优化准则函数并不直接与识别率相关。提出了一种新的能同时解决以上两个问题的基于LDA的人脸识别算法。首先,通过重新定义样本的类内散布矩阵和类间散布矩阵,提出了一种新的零空间法。然后把这种新的零空间法与F LDA（Fractional LDA）算法相结合,得到一种对人脸识别更有效的特征提取方法。实验结果表明,这种新算法具有较高的识别率。     

Uncorrelated linear discriminant analysis based on weighted pairwise Fisher criterion

In this paper, we propose a novel uncorrelated, weighted linear discriminant analysis (UWLDA) method for feature extraction and recognition. The UWLDA first introduces a weighting function to restrain the dominant role of the classes with larger distance and then searches the optimal discriminant vectors under the conjugative orthogonal constrains in the null space of the within-class scatter matrix and its conjugative orthogonal complement space, respectively. As a result, the proposed technique not only derive the optimal and lossless discriminative information, but also guarantee that all extracted features are statistically uncorrelated. Experiments on FERET face database and AR face database are performed to test and evaluate the proposed algorithm. The results demonstrate the effectiveness of UWLDA.     

基于核的Fisher非线性最佳鉴别分析在人脸识别中的应用

抽取最佳鉴别特征是人脸识别中的重要一步。对小样本的高维人脸图像样本,由于各种抽取非线性鉴别特征的方法均存在各自的问题,为此提出了一种求解核的Fisher非线性最佳鉴别特征的新方法,该方法首先在特征空间用类间散度阵和类内散度阵作为Fisher准则,来得到最佳非线性鉴别特征,然后针对此方法存在的病态问题,进一步在类内散度阵的零空间中求解最佳非线性鉴别矢量。基于ORL人脸数据库的实验表明,该新方法抽取的非线性最佳鉴别特征明显优于Fisher线性鉴别分析(FLDA)的线性特征和广义鉴别分析(GDA)的非线性特征。     

基于大间距准则的不相关保局投影分析

局部保持投影(Locality preserving projections,LPP)算法只保持了目标在投影后的邻域局部信息,为了更好地刻画数据的流形结构, 引入了类内和类间局部散度矩阵,给出了一种基于有效且稳定的大间距准则(Maximum margin criterion,MMC)的不相关保局投影分析方法.该方法在最大化散度矩阵迹差时,引入尺度因子α,对类内和类间局部散度矩阵进行加权,以便找到更适合分类的子空间并且可避免小样本问题; 更重要的是,大间距准则下提取的判别特征集一般情况下是统计相关的,造成了特征信息的冗余, 因此,通过增加一个不相关约束条件,利用推导出的公式提取不相关判别特征集, 这样做, 对正确识别更为有利.在Yale人脸库、PIE人脸库和MNIST手写数字库上的测试结果表明,本文方法有效且稳定, 与LPP、LDA (Linear discriminant analysis)和LPMIP(Locality-preserved maximum information projection)方法等相比,具有更高的正确识别率.     

一种基于Fisher鉴别极小准则的特征提取方法

特征提取是模式识别研究领域的一个热点．为了更好地解决人脸识别中的特征提取问题,定义了一种新的基于Fisher鉴别极小准则的特征提取方法,并且提出了类间散布矩阵零空间的概念,解决了先前Fisher线性变换方法中的最终特征维数受类别数的限制．在人脸数据库上的实验结果验证了该算法的有效性．     

间距判别投影及其在表情识别中的应用

针对全局降维方法判别信息不足,局部降维方法对邻域关系的判定存在缺陷的问题,提出一种新的基于间距的降维方法——间距判别投影（MDP）。首先,根据类的中心均值的异类近邻关系定义描述类边缘的边界向量;在这个基础上,MDP重新定义类间离散度矩阵,同时,使用全局的方法构造类内离散度矩阵;然后,MDP借鉴判别分析思想建立衡量类间距的准则,并通过类间距最大化增强样本在投影空间中的可分性。对MDP在人脸表情数据库JAFFE和Extended Cohn-Kanade上进行表情识别实验,并且跟传统的降维方法主成分分析（PCA）、最大间距准则（MMC）和边界Fisher分析（MFA）进行对比,实验结果表明,所提算法能够有效提取更具区分性的低维特征,比其他几种方法分类精度更高。