基于Laplace谱结构特征和局部特征的图像分类

鉴于常规词袋模型中图像局部特征对图像信息表达不全面的特点,提出一种基于图像Laplace谱结构特征与局部特征相结合的图像分类方法.在提取基于图像均匀划分的Laplace谱结构特征后,对图像进行尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,简称SIFT)的抽取及描述;构造基于图像特征的视觉词典;根据视觉词典对图像特征进行量化,得到图像的全局特征直方图表示;构造支持向量机(support vector machine,简称SVM)分类器并进行图像分类.实验验证了该方法对图像进行分类的有效性与可行性.     

基于纹元森林的视觉词袋模型在图像分类中的应用

引入纹元森林(semantic texton forest,STF)的视觉词袋模型,联合基于金字塔匹配核的支持向量机,实现图像分类.首先对图像进行采样,提取SIFT(scale-invariant feature transform)特征,然后导入纹元森林构造视觉词典,统计视觉单词出现的频率构建语义词袋模型,最后利用支持向量机进行训练得出分类结果.实验在MSRC21(Microsoft research cambridge)图像库上进行,通过优化实验中的关键参数,引入加权的不平衡训练,提高了图像分类精度.实验结果表明,基于纹元森林的视觉词袋模型具有良好的图像分类效果.     

基于有序视觉词袋模型的图像相似性衡量

针对当前广泛应用的BOVW模型存在精度不足问题,提出一种基于有序视觉词袋模型的相似性衡量方法.首先,对经过K-mean聚类得到的高维视觉单词,采用LLE(locally linear embedding)流形学习算法降至一维,对一维数据进行排序,并以此顺序对高维单词排序获得有序词袋库;其次,对样本图像的所有局部特征,以该特征在词袋中对应的有序单词索引号构建图像局部特征谱;最后,对训练样本和测试样本的局部特征谱作差求得残差,并以残差的1-范数衡量图像的相似性.KITTI数据集相似性衡量实验表明,有序BOVW模型相似性识别率明显高于无序BOVW模型.     

二维最大熵模型在图像分类算法中的应用研究

针对图像分类中使用视觉词袋直方图进行分类时忽略图像颜色信息缺点,该文提出在一类图像的HSI彩色空间上,通过H分量和S分量构建二维最大熵模型,并将得到的二维最大熵分布作为该类样本的底层参考特征向量,从而将待分类的图像运用欧式准则与底层特征向量进行匹配,最终实现图像分类算法.实验表明,该文所提分类算法比基于视觉词袋直方图分类算法具有更高的查准率.     

基于视觉词袋模型的人脸识别方法

近年来,基于视频的人脸识别吸引了很多人的关注,同时,视觉词袋模型已成功应用于图像检索和对象识别中.论文提出了一种基于视觉词袋模型的人脸识别方法,该方法首先在兴趣点提取尺度不变特征变换的图像描述,这些兴趣点由高斯差分检测,然后基于k均值生成视觉词汇,并使用视觉单词的索引以取代这些描述符.然而,在人脸图像中,由于面部姿势失真,面部表情和光照条件变化,采用尺度不变特征变换描述符后识别效果并不理想.因此,论文使用仿射尺度不变特征变换描述符作为人脸图像表示法.在Yale及ORL人脸数据库上的实验结果表明,在人脸识别中,本文方法可以获得较低的错误率.     

针对空域LSB匹配的隐藏信息检测方法

将空域LSB(least significant bit)匹配嵌入模拟成像图像中添加独立噪声,分析LSB匹配嵌入对图像直方图和图像相邻像素之间的相关性的影响,计算图像直方图相邻元素绝对差作为直方图特征,运用共生矩阵模型对差分图像进行统计以提取图像相关性的特征;将检测图像嵌入信息构造1幅对应的校准图像,分别从待检测图像和校准图像提取特征,将对应特征的比值作为最终特征组成特征向量.在JPEG(joint photographic experts group)压缩和未压缩的2个图像库上利用支持向量机对特征向量进行训练和测试,并与已有算法进行比较分析.研究结果表明:基于图像直方图的特征在检测未压缩的图像时更具优势,而基于图像相关性的特征则更擅长检测含噪声较少的图像里的隐藏信息.该算法全面考虑了LSB匹配对图像直方图和图像相关性的影响,并用校准图像对特征进行校准,因而获得了良好的检测效果.     

基于视觉显著特征的人脸图像分割与跟踪方法的研究

将人脑视觉注意机制应用于人脸图像分割与跟踪中,提出了一种基于视觉显著特征的人脸目标分割与跟踪算法.该方法由三步完成：首先通过模拟人脑视觉注意机制迅速而准确地利用颜色、结构、梯度和位置等信息建立人脸显著特征图.其次,基于建立的视觉显著特征图,对人脸图像视觉显著特征进行学习和聚类,最终能够快速而准确地确认和分割出图像中的人脸区域.该方法突破了传统的逐点搜索的限制,通过一个几何模型和眼图模型对图像中的人脸区域进行搜索,大大提高了人脸候选区域搜索标记的效率,减少了后续处理工作.最后,通过分割出的人脸区域得到一个有效的边界特征图,并融合人脸显著特征图对人脸进行跟踪.实验结果表明本论文所提出的基于视觉显著特征的人脸图像分割与跟踪方法能够较有效地分割出人脸.     

并行计算在词袋模型算法中的应用

传统词袋模型已广泛地应用于图像处理领域,并取得较好效果.但在传统词袋模型中,仅考虑了串行计算,使得整个算法流程耗时较长.考虑现有的多核CPU资源,结合共享存储并行编程(OpenMP)并行框架,对词袋模型进行并行优化,并对其性能进行讨论.主要考虑对特征提取、特征聚类和图像直方图生成三个部分进行并行优化.通过对Caltech 100数据库进行实验,结果表明,该方法可以取得接近于CPU核数的加速比,因此减少了词袋模型的构造和图像直方图生成时间,相对于传统词袋方法提高了算法的效率.     

基于视觉词袋和三角函数法的动作识别

为了能够更为迅速与准确地对交警指挥等已知动作进行识别,提出了一种将人体特征点的运动轨迹三角函数化后用视觉词袋进行识别的方法.该方法通过将人体运动肢体的端点定义为特征点后,将特征点的空间位置与时间的关系看作是一组三角函数曲线,用不同的正弦公式的组合代替特征点的运动轨迹,以提取特征;同时此算法利用视觉词袋法,提取人体动作时的特征子通过金字塔模型与视觉词袋词典中的特征进行匹配,再通过抽象隐马尔科夫模型实现动作的预测,从而能够自适应地识别出动作.实验结果表明该算法在针对多个动作时优于传统算法.