基于MW(2D)~2 PCA的单训练样本人脸识别

传统的人脸识别方法在单训练样本条件下性能会急剧下降,因此,研究出适合于单样本情况下的识别算法是人脸识别问题面临的巨大挑战.针对两个方向的二维主成分分析((2D)~2PCA)算法进行改进,文中提出将加权和分块与(2D)~2PCA相结合的方法称为分块加权(2D)~2PCA,以便更有效地提取人脸的局部特征.同时把模糊理论引入分类决策,应用于单训练样本人脸识别问题.在ORL人脸库以及部分CAS-PEAL人脸库中的实验结果表明,文中方法能取得较好的识别效果.     

基于步态能量图像和2维主成分分析的步态识别方法

为了快速有效地进行步态识别,针对步态能量图像能够表征步态信息和2维主成分分析能快速降维的特点,提出了一种基于步态能量图像和2维主成分分析的步态识别方法.该方法首先应用背景减除法分割出人体轮廓;然后通过人体宽高比的相关信号确定运动周期,再对二值周期序列进行步态能量图像(GEI)合成;最后运用行列相结合的2维主成分分析((2D)~2PCA)方法与加权的2维主成分分析(W(2D)~2PCA)方法提取特征主向量,并采用最近邻分类器进行分类.实验结果表明,该步态识别方法可以有效降低前期处理对分类识别的影响,而且对于3种不同行走状态的CASIA数据库巾多个视角下拍摄的步态图像可取得很好的识别效果.     

基于AEI与(2D)2PCA的行为分类算法

提出一种基于行为能量图像(AEI)和双向二维主成分分析((2D)2PCA)的行为分类算法解决行为分类问题。该算法利用AEI作为识别特征,无需运动周期的分割,运用(2D)2PCA对特征空间降维,用最近邻方法分类。实验结果表明,该算法能以较少的运行时间获得较高的分类准确率。     

融合2DPCA和模糊2DLDA的人脸识别

结合模糊集理论、双向二维主成分-线性鉴别分析((2D)2PCALDA)的特点,提出一种新的人脸图像特征提取方法。算法首先对人脸图像进行二维主成分分析(2DPCA)处理,再用模糊K近邻算法计算图像的隶属度矩阵,并将其融入到2DLDA过程中,从而得到模糊类间散射矩阵和模糊类内散射矩阵。与(2D2PCALDA相比,该算法充分利用了(2D)2PCALDA的优点,有效地提取了行和列的识别信息,并充分考虑了样本的分布信息。在Yale和FERET人脸数据库上的实验结果表明,该方法识别效果优于(2D)2PCALDA、双向二维主成分分析((2D)2PCA)等方法。     

分块双向二维主成分分析与模糊分类的掌纹识别

掌纹识别是一门新兴的生物特征识别技术。提出基于分块双向二维主成分分析(M(2D)2PCA)和模糊分类的掌纹识别方法。该算法利用M(2D)2PCA提取掌纹的局部特征,并利用模糊分类策略。这种方法可以有效提取掌纹的局部特征,并且直接对子图像矩阵进行特征抽取,能够精确计算协方差矩阵的特征向量;分类阶段引入模糊理论,应用于掌纹识别问题。最后使用北京交通大学掌纹数据库进行识别实验,结果表明,该方法可得到更高的识别率和更少的识别时间。     

融合LBP纹理特征与B2DPCA技术的手指静脉识别方法

鉴于传统局部二进制模式 （local binary pattern， LBP） 算法对光照方向的变化非常敏感的问题，本文提出一种融合旋转不变模式的LBP算子与B2DPCA技术的手指静脉识别方法。首先提取手指静脉图像子块的LBP纹理谱特征，然后采用双向二维主成分分析方法对LBP特征向量构成的特征矩阵进行有效的降维处理，再通过比对降维后的待识别静脉图像特征向量与其他样本的特征向量之间的欧式距离来实现最终的样本分类。通过在天津市智能实验室静脉库及马来西亚理科大学FV-USM静脉库上进行实验验证，在不同训练样本数量下比较了8种算法的识别性能，相比于单一的LBP特征提取算法、经典降维算法和LBP与经典降维组合特征提取算法，该方法的识别率有很大的提高，证明了本文方法的有效性。     

分块双向2DPCA融合局部特征的人脸识别

针对(2D)2PCA无法保存某些重要局部特征的问题,提出一种分块双向二维主成分分析融合局部特征方法。首先,将图像分解为互不重叠的子块,每个子块包含重要的局部信息,利用(2D)2PCA对子块进行特征提取并投影到特征子空间。然后,对每个子块分别设计一个分类器并在一定置信度范围内判别测试样本所属类别。最后,根据所有子块所属类别的置信度之和完成人脸分类。在四个人脸识别数据库上的实验结果表明,相比其他几种人脸识别算法,该方法取得了更高的识别精度。     

基于Log-Gabor滤波特征的黎曼流形图像集分类算法*

生物神经中的感知理论符合黎曼流形,相比其它滤波器,Log-Gabor滤波器更适合人眼的非线性对数特性,因此两者结合符合人类视觉的感知过程.基于上述情况,文中利用协方差鉴别学习,提出基于Log-Gabor 滤波特征的黎曼流形图像集分类算法.使用Log-Gabor滤波器滤波图像,获得多尺度多方向的图像特征,然后对高维的协方差矩阵使用双向二维主成分分析进行降维,利用协方差鉴别学习进行分类.在多个标准数据库上的实验结果表明文中算法效果较好,从而验证算法的有效性.     

双向压缩的2DPCA与PCA相结合的人脸识别算法

主成分分析(PCA)直接用于人脸识别时,需将图像矩阵转换成向量,导致求解高阶矩阵计算量大.二维主成分分析(2DPCA)的实质是对图像矩阵按行进行图像压缩抽取特征,消除了图像列的相关性,但特征教量仍然较大,影响分类速度.针对这一问题,提出了采用双向压缩的二维主成分分析消除图像行间和列间的相关性,再结合PCA进一步减少特征数量,改进人脸识别算法,该算法用于ORL人脸库上得到了较高的识别率和较快的识别速度.     

一种基于人脸垂直对称性的变形2DPCA算法

本文分析了人脸的对称性和主成分分析法(PCA)、二维主成分分析法(2DPCA)的特性,证明了2DPCA协方差矩阵就是PCA协方差矩阵的主角线的平均值,同时表明2DPCA减少了对人脸识别有用的协方差信息。提出了一种基于人脸垂直对称性的变形2DPCA算法(S2DPCA),该算法最大程度地利用了协方差鉴别信息,用更少的系数表示一张人脸图像。通过在ORL的实验比较表明,该算法与PCA算法相比降低了计算复杂性,与2DPCA方法和PCA方法相比提高了人脸识别率,在识别率方面优于传统算法(PCA(Eigenfaces)、ICA、Kernel Eigenfaces),同时也压缩了人脸的存储空间。     

双向二维加权LPP语音特征降维算法

提出一种双向二维加权局部保持投影算法(Two-directional Two-dimensional Weighted Locality Preserving Projections,(2D)2WLPP)用于语音特征提取后维度的降低,考虑到普通的二维降维算法只能从一个方向进行特征降维且所降至的维数选择非常受限,该方法能够从水平和垂直两个方向对语音矩阵进行降维处理,这样可以大大降低提取后的语音特征数目;考虑到不同投影向量对保持局部结构的重要程度不同,进而对各个特征赋予不同的权重系数.实验证明,该算法运算速度快,与已有的二维局部保持投影相比,获得了更高的识别率.     

基于分块双向二维主成分分析的步态识别

提出了一种基于步态能量图和分块双向二维主成分分析进行步态特征的算法。首先对图像序列预处理提取运动轮廓,通过分析区域分布直方图检测出运动周期,生成步态能量图描述步态的空间和时间特性,继而使用分块双向二维主成分提取步态特征用以分类,最后在USF步态数据库上测试,并与其它几个算法进行比较。实验结果显示,该方法有更高的识别率和更低的计算复杂度。     

融合局部特征和全局特征的手指静脉识别方法

手指静脉识别是利用人体手指静脉结构的唯一性实现个体身份认证,具有高度安全和使用便捷等优点。为了进一步提高手指静脉识别系统的性能,提出了一种融合局部特征和全局特征的手指静脉识别方法。应用局部二元模式方法提取手指静脉局部特征,利用海明距离计算匹配得分;应用双向两维主成分分析方法提取手指静脉全局特征,利用欧式距离计算匹配得分;在得分级上融合二者的匹配得分以产生识别结果。实验结果表明,局部特征与全局特征具有较好的互补性,有效地提高了识别精度。     

基于加权两向二维线性鉴别分析的SAR目标识别方法

为解决传统Fisher线性鉴别分析(LDA)在SAR图像目标识别中存在的“小样本”问题和“次优性”问题,提出一种基于加权的两向二维线性鉴别分析方法(W(2D)2LDA)。该方法对两向二维线性鉴别分析准则中散度矩阵的构造进行加入权值的改进,采用加权的两向二维鉴别准则函数进行特征提取,从理论上有效解决了 “次优性”问题,并缓解了“小样本”问题。对美国运动与静止目标获取与识别(MSTAR)计划录取的SAR图像数据进行的仿真实验结果表明,该算法增强了提取特征的可鉴别性,能够以较小的特征维数和运算量获得更高的识别率,验证了该算法的有效性。     

Weighted preliminary-summation-based principal component analysis for non-Gaussian processes

For industrial chemical process, preliminary-summation-based principal component analysis (PS-PCA), an amended PCA method was recently provided for coping with both Gaussian and non-Gaussian characteristics. By summing the training and monitoring data respectively, PS-PCA is capable of resolving the issue of non-Gaussian processes and achieves higher fault detection rate than the traditional PCA. However, in the PS-PCA summation operation, all data samples are regarded as the same weight, which results in the fault information of newly-samples may be diluted, leading to significant detection delays. To address this challenge, in this paper, we propose a novel weighted PS-PCA (WPS-PCA) method that employs an exponential weighting scheme to put more emphasis on recent information. Subsequently, a mathematical argument demonstrates that when the number of variables is enough plentiful, the obtained summation combined with the generalized central limit theorem conforms to approximately a Gaussian distribution. The kurtosis relationships indicate this conversion will bring out well-pleasing feasibility for conventional PCA. Ultimately, the proposed technique verifies detection performance using the Tennessee Eastman process, which is compared with the existing PCA and PS-PCA schemes, in terms of the fault detection time and fault detection rate. The simulation studies reveal that the proposed method is efficient and superior.     

多角度不同表情下的人脸识别

多角度及不同表情下的人脸识别是人脸识别领域的一个难题。本文将二维主元素分析法与贝叶斯判据相结合设计了多角度不同表情下的人脸识别算法。首先，利用二维主元素分析法计算人脸的特征矢量空间，并将训练集和测试集中的数据向该特征矢量空间进行投影，然后使用贝叶斯判据进行识别。该方法集中了二维主元素分析法计算简单、速度快及统计分类器识别率高的优点。实验结果显示，该方法计算简单，对具有表情变化及不同角度的人脸的识别率高。