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。     

核化正交平衡类鉴别分析

现实生活中数据的分布往往是非线性且不平衡的,传统的线性鉴别方法已经很难提取有效的鉴别信息,于是文中将算法扩展到核空间,提出了基于欠采样技术的核化正交平衡类鉴别分析( KOCBD)的方法。该方法在非线性空间中使用核映射,令少样本类为特定类,在剩余样本中构建其近邻样本集,并重新进行平衡类划分,然后提取鉴别特征。为了得到更具鉴别力的特征,进一步去除特征间的冗余信息,文中为相关性大的类之间所获得的鉴别向量加上正交约束。在Coil 20和USPS数据库上的实验结果表明,KOCBD方法能够有效地解决非线性空间的类不平衡问题,识别效果有一定程度的提高。     

基于核对称散布矩阵空间的特征抽取方法

为解决传统Fisher鉴别分析方法中非线性小样本的特征抽取问题,从核线性子空间角度出发,构造一种矩阵变换,得到核空间中类内散布矩阵的另一个对称核子空间,通过对2个核子空间分别求解,从而得到样本的有效鉴别信息。在NUST603和ORL人脸数据库上的实验结果验证了该算法的有效性。     

核零空间线性鉴别分析及其在人脸识别中的应用

零空间线性鉴别分析NLDA充分利用样本总类内离散度矩阵的零空间信息,能有效克服线性鉴别分析LDA的小样本问题.核方法通过非线性映射,将输入空间样本映射到高维特征空间,再在高维特征空间利用线性特征提取算法.因此,核方法属于非线性特征提取算法.文中结合LDA、NLDA和核方法的优点,引入了核零空间线性鉴别分析KNLDA,导出了KNLDA算法.该算法通过引入核函数,得到低维矩阵,有效避免了直接计算复杂的非线性映射函数,解决了高维类内离散度矩阵的维数灾难问题.同时,将KNLDA算法应用于人脸识别.基于ORL人脸数据库以及ORL与Yale混合人脸数据库的实验结果表明了KNLDA算法的有效性.     

核化正交平衡类鉴别分析

现实生活中数据的分布往往是非线性且不平衡的,传统的线性鉴别方法已经很难提取有效的鉴别信息,于是文中将算法扩展到核空间,提出了基于欠采样技术的核化正交平衡类鉴别分析（KOCBD）的方法。该方法在非线性空间中使用核映射,令少样本类为特定类,在剩余样本中构建其近邻样本集,并重新进行平衡类划分,然后提取鉴别特征。为了得到更具鉴别力的特征,进一步去除特征间的冗余信息,文中为相关性大的类之间所获得的鉴别向量加上正交约束。在Coil₂0和USPS数据库上的实验结果表明,KOCBD方法能够有效地解决非线性空间的类不平衡问题,识别效果有一定程度的提高。     

一种新的核线性鉴别分析算法及其在人脸识别上的应用

基于核策略的核Fisher鉴别分析（KFD）算法已成为非线性特征抽取的最有效方法之一。但是先前的基于核Fisher鉴别分析算法的特征抽取过程都是基于2值分类问题而言的。如何从重叠（离群）样本中抽取有效的分类特征没有得到有效的解决。本文在结合模糊集理论的基础上,利用模糊隶属度函数的概念,在特征提取过程中融入了样本的分布信息,提出了一种新的核Fisher鉴别分析方法——模糊核鉴别分析算法。在ORL人脸数据库上的实验结果验证了该算法的有效性。     

类属型数据核子空间聚类算法

现有的类属型数据子空间聚类方法大多基于特征间相互独立假设,未考虑属性间存在的线性或非线性相关性.提出一种类属型数据核子空间聚类方法.首先引入原作用于连续型数据的核函数将类属型数据投影到核空间,定义了核空间中特征加权的类属型数据相似性度量.其次,基于该度量推导了类属型数据核子空间聚类目标函数,并提出一种高效求解该目标函数的优化方法.最后,定义了一种类属型数据核子空间聚类算法.该算法不仅在非线性空间中考虑了属性间的关系,而且在聚类过程中赋予每个属性衡量其与簇类相关程度的特征权重,实现了类属型属性的嵌入式特征选择.还定义了一个聚类有效性指标,以评价类属型数据聚类结果的质量.在合成数据和实际数据集上的实验结果表明,与现有子空间聚类算法相比,核子空间聚类算法可以发掘类属型属性间的非线性关系,并有效提高了聚类结果的质量.     

核典型相关分析特征融合方法及应用

构建了一种基于核函数的典型相关分析的特征融合算法。首先,利用核函数将图像矩阵映射到核空间,再抽取同一模式的两组特征向量,在两组特征向量之间建立描述它们的相关性的判据准则函数;然后依此准则函数抽取两组典型投影矢量集;最后通过给定的特征融合策略抽取组合的典型相关特征以用于分类识别。该算法将两组特征向量之间的相关性特征作为有效鉴别信息,既可以很好地融合信息,又可以有效地去除特征之间的信息冗余,并且避免了对映射后的数据矩阵进行分解,从而简化了数据运算。在AR、PIE、ORL、Yale人脸数据库及UCI手写体数字库上的实验结果证明了该方法的有效性和稳定性。     

一种用于人脸识别的非线性鉴别特征融合方法

最近，在人脸等图像识别领域，用于抽取非线性特征的核方法如核Fisher鉴别分析(KFDA)已经取得成功并得到了广泛应用，但现有的核方法都存在这样的问题，即构造特征空间中的核矩阵所耗费的计算量非常大．而且，抽取得到的单类特征往往不能获得到令人满意的识别结果．提出了一种用于人脸识别的非线性鉴别特征融合方法，即首先利用小波变换和奇异值分解对原始输入样本进行降雏变换，抽取同一样本空间的两类特征，然后利用复向量将这两类特征组合在一起，构成一复特征向量空间，最后在该空间中进行最优鉴别特征抽取．在ORL标准人脸库上的试验结果表明所提方法不仅在识别性能上优于现有的核Fisher鉴别分析方法，而且，在ORL人脸库上的特征抽取速度提高了近8倍．     

一种新的核广义鉴别特征抽取方法

在基于核的广义鉴别特征模型的基础上,提出了一种新的核广义鉴别特征抽取方法。利用空间变换的有关理论,使得变换后的核总体散布矩阵满足非奇异性;同时通过核共轭特征抽取方法,抽取满足核共轭正交条件的特征向量,使抽取的特征满足统计不相关性。在ORL人脸库上的实验表明了所提方法的有效性,达到了比核鉴别分析等方法更好的识别效果。     

Kernel discriminant transformation for image set-based face recognition

This study presents a novel kernel discriminant transformation (KDT) algorithm for face recognition based on image sets. As each image set is represented by a kernel subspace, we formulate a KDT matrix that maximizes the similarities of within-kernel subspaces, and simultaneously minimizes those of between-kernel subspaces. Although the KDT matrix cannot be computed explicitly in a high-dimensional feature space, we propose an iterative kernel discriminant transformation algorithm to solve the matrix in an implicit way. Another perspective of similarity measure, namely canonical difference, is also addressed for matching each pair of the kernel subspaces, and employed to simplify the formulation. The proposed face recognition system is demonstrated to outperform existing still-image-based as well as image set-based face recognition methods using the Yale Face database B, Labeled Faces in the Wild and a self-compiled database.     

基于核稀疏保持投影的典型相关分析算法

模式识别的技术核心就是特征提取,而特征融合则是对特征提取方法的强力补充,对于提高特征的识别效率具有重要作用。本文基于稀疏表示方法,将稀疏表示方法用到高维度空间,并利用核方法在高维度空间进行稀疏表示,用其计算核稀疏表示系数,同时研究了核稀疏保持投影算法(Kernel sparsity preserve projection,KSPP)。将KSPP引入到典型相关分析算法(Canonical correlation analysis,CCA),研究了基于核稀疏保持投影的典 型相关分析算法(Kernel sparsity preserve canonical correlation analysis,K-SPCCA)。在多特征手写体数据库和人脸图像数据库上分别证实了本文提出方法的可靠性和有效性 。     

Kernel analysis on Grassmann manifolds for action recognition

Modelling video sequences by subspaces has recently shown promise for recognising human actions. Subspaces are able to accommodate the effects of various image variations and can capture the dynamic properties of actions. Subspaces form a non-Euclidean and curved Riemannian manifold known as a Grassmann manifold. Inference on manifold spaces usually is achieved by embedding the manifolds in higher dimensional Euclidean spaces. In this paper, we instead propose to embed the Grassmann manifolds into reproducing kernel Hilbert spaces and then tackle the problem of discriminant analysis on such manifolds. To achieve efficient machinery, we propose graph-based local discriminant analysis that utilises within-class and between-class similarity graphs to characterise intra-class compactness and inter-class separability, respectively. Experiments on KTH, UCF Sports, and Ballet datasets show that the proposed approach obtains marked improvements in discrimination accuracy in comparison to several state-of-the-art methods, such as the kernel version of affine hull image-set distance, tensor canonical correlation analysis, spatial-temporal words and hierarchy of discriminative space-time neighbourhood features.     

基于核典型相关分析的多特征组合人脸识别

为了提高人脸的识别率,利用多特征和分类器之间的互补优势,提出一种基于核典型相关分析的多特征组合人脸识别方法（KCCA-MF）。提取人脸图像的LBP特征和Gabor特征,采用核典型相关分析算法对两种特征进行融合,以消除冗余特征,采用K近邻算法和支持向量机建立组合人脸分类器,并采用3个经典人脸库进行仿真分析。结果表明,相对于其他人脸识别方法,KCCA-MF提高了人脸识别的识别准确率和效率,可以满足人脸识别的实时性要求。     

人脸识别中基于核的子空间鉴别分析

尽管基于Fisher准则的线性鉴别分析被公认为特征抽取的有效方法之一，并被成功地用于人脸识别，但是由于光照变化、人脸表情和姿势变化，实际上的人脸图像分布是十分复杂的，因此，抽取非线性鉴别特征显得十分必要。为了能利用非线性鉴别特征进行人脸识别，提出了一种基于核的子空间鉴别分析方法。该方法首先利用核函数技术将原始样本隐式地映射到高维（甚至无穷维）特征空间；然后在高维特征空间里，利用再生核理论来建立基于广义Fisher准则的两个等价模型；最后利用正交补空间方法求得最优鉴别矢量来进行人脸识别。在ORL和NUST603两个人脸数据库上，对该方法进行了鉴别性能实验，得到了识别率分别为94％和99．58％的实验结果，这表明该方法与核组合方法的识别结果相当，且明显优于KPCA和Kernel fisherfaces方法的识别结果。     

基于核Fisher判别分析的意识任务识别新方法

提出一种新的基于核Fisher判别分析的意识任务识别新方法。该方法首先通过核函数建立一个非线性映射,把原空间的样本点投影到一个高维特征空间,然后在特征空间应用线性Fisher判别。利用不同意识任务生成的脑电数据对KFDA和FDA进行比较,最后用线性支持向量机进行分类和识别,并与非线性支持向量机进行了比较,结果表明KFDA的识别率明显优于后二者。     

正交化Fisher鉴别向量集及其应用

在正交化Fisher鉴别分析的基础上提出了正交化核Fisher鉴别分析方法。该方法具有理论简单、计算方便、特征表示能力强等优点。在CENPARMI手写体阿拉伯数字数据库、NUST603HW手写体汉字样本库和FERET人脸图像数据库上的仿真实验结果表明，正变化Fisher鉴别和正交化核Fisher鉴别方法在特征抽取能力和特征抽取效率方面均分别优于FoleySammon鉴别和核Foley-Sammon鉴别方法。     

基于图像帧间信息和FS-KFDA的极光序列图像检测算法

为了解决数据量巨大的极光序列图像难于用人工划分的方法来进行变化监测的问题,提出了一种基于极光序列图像特征和帧间信息的感兴趣极光变化区域(ROI)自动检测算法,用计算机进行辅助分类。首先提取样本图像特征,再利用离散小波变化算法对帧间信息进行特征分析,引入特征标度核Fisher分析算法(FS-KD-FA),结合K-均值聚类选择训练样本,构建分类器实现了变化检测。对北极黄河站采集到的实测极光图像数据进行极光区域划分检测,实验结果表明了算法的有效性。     

Multi-view dimensionality reduction via canonical random correlation analysis

Canonical correlation analysis (CCA) is one of the most well-known methods to extract features from multi-view data and has attracted much attention in recent years. However, classical CCA is unsupervised and does not take discriminant information into account. In this paper, we add discriminant information into CCA by using random cross-view correlations between within-class samples and propose a new method for multi-view dimensionality reduction called canonical random correlation analysis (RCA). In RCA, two approaches for randomly generating cross-view correlation samples are developed on the basis of bootstrap technique. Furthermore, kernel RCA (KRCA) is proposed to extract nonlinear correlations between different views. Experiments on several multi-view data sets show the effectiveness of the proposed methods.     

极小化类内散布度的大间距非线性鉴别分析

提出了一种新的非线性鉴别分析算法——极小化类内散布的大间距非线性鉴别分析。该算法的主要思想是将原始样本映射到更高维的空间中,利用核技术对传统的大间距分类算法进行改进,在新的高维空间中利用再生核技术寻找核鉴别矢量,使得在这个新的空间中核类内散度尽可能的小。在ORL人脸数据库上进行实验,分析了识别率及识别时间,结果表明该方法具有一定优势。