基于核主成分分析的图像去噪

本文简介了核主成分分析的原理及利用核主成分分析的图像去噪问题。通过使用核函数，在特征空间中对噪声图像使用主成分分析进行降噪处理，基于MDS的思想，使用核方法计算出在特征空间中降噪后的图像与其邻域点之间的内积约束关系，通过核函数重构出在原空间中降噪图像与其邻域点的内积约束关系，基于此内积约束关系在原空间中重构出降噪图像，从而达到通过核主成分分析对图像降噪的目的。对比原有的MDS方法，本文的算法更稳定，对图像的噪声部分有更好的去除效果。     

基于核主成分分析的人脸识别

核主成分分析方法是主成分分析的改进算法,其采用非线性方法提取主成分.把核主成分分析应用到人脸识别中,利用核主成分分析方法选择合适的核函数在高维空间提取人脸图像的主成分.核主成分分析与传统主成分分析相比,可以得到更好的适合分类的特征.基于ORL人脸库,识别核主成分分析提取出的主成分的相关性系数.实验结果表明,核主成分分析不仅实现了降维,而且能取得比传统主成分分析更好的识别性能,正确识别率为92.5%.     

区域经济社会发展综合评价与预测

针对主成分分析(PCA)在多指标综合评价中非线性分析上的不足,提出了综合评价的核主成分分析(KPCA)方法.利用核函数将原空间映射到高维特征空间,在高维空间进行线性主成分分析;通过对核参数的适当选取,可使得最大特征值的贡献率达到或接近85%,避免了多个主成分的不同组合而导致评价结果不一致.在此基础上,利用最小二乘法建立核主成分回归方程--KPCR,并将其应用于区域经济社会发展综合评价与预测.     

基于核主成分分析和子空间分类的边缘检测方法

针对传统边缘检测方法对噪声敏感的问题,提出了一种基于核主成分分析和子空间分类的边缘检测方法,建立了统一的图像特征表达模型.首先结合其它边缘检测方法进行采样并将采样结果投影到特征空间,然后将核主成分分析得到的特征向量组成特征空间的一个子空间,最后将子空间分类法推广到特征空间来对数据进行分类.实验结果表明,该方法增强了对噪声的鲁棒性,能适应小样本训练,其边缘检测效果明显优于经典算子、主成分分析和非线性主成分分析方法.     

基于核函数主元分析的机械设备状态识别

研究了核函数主元分析在机械故障模式分类中的应用，通过计算原始空间的内积核函数实现原始数据空间到高维数据空间的非线性映射，再对高维数据作主元分析，求取更易于分类的核函数主元，实验表明，核函数主元分析更适于提取故障信号的非线性特征，能有效区分不同的故障模式，可以应用于机械设备的状态识别。     

基于核主成分分析和支持向量机的飞机舱音信号识别

为了提高飞机事故原因的调查准确性与实时性,提出了一种基于核主成分分析和支持向量机的舱音背景声识别方法.首先提取和分析了飞机驾驶舱话音记录器中所记录背景声信号的特征参数,然后分别以多项式核函数、sigmoid核函数和高斯核函数3种核函数作为内积,对3种核函数的降维特性进行了对比分析,最后将核方法与支持向量机结合,实现对舱音背景声的分类识别.实验结果表明:通过基于不同核函数的主成分分析方法与支持向量机的结合比较,确定以高斯核函数为内积的SVM分类方法具有较好的分类效果.     

基于主成分分析的目标确认方法及其在车标定位识别中的应用

提出一种基于主成分分析的目标确认方法,解决小目标定位错误率高,并由此导致无效目标识别的问题.将已建好的目标模板看成一组随机向量,利用主成分分析得到一组特征目标;从原图像中检测可能目标,并将其映入特征目标空间进行重构;构造原目标与重构目标的似真度函数,根据该函数值可对检测目标进行确认或剔除,降低误定位率,确保了进入后续识别的目标为目标库中对象.将该方法应用在实测车辆图像车标定位识别测试,结果表明:与不使用似真度函数验证相比,目标定位准确度提高了16.5%;使用不变矩最小距离分类器进行车标识别,识别准确度比不使用似真度函数确认提高了20%.     

基于空间约束外点处理的图像非盲去卷积

提出一种鲁棒的基于空间约束外点处理的图像非盲去卷积方法.借助马尔科夫随机场,构造图像邻域像素点的空间约束信息,对模糊图像的内点和外点分别建模,结合空间约束信息,提出一种新的估计潜在清晰图像的目标函数,并通过最大后验概率估计来求解潜在的清晰图像.该方法可以直接有效地利用EM(expectation-maximization)迭代算法来优化参数.实验结果表明,提出的方法有效、鲁棒,在抵抗噪声、亮度变化等方面表现出良好的性能.1     

基于学习的彩色人脸图像超分辨率重构研究

提出了一种基于四元数模型的彩色人脸图像超分辨率重构算法.该算法利用主成分分析的主要思想,同时结合插值算法的理论,前期进行整体约束,后期进行分块处理,对人脸图像进行超分辨率重构.同时使用奇异值分解去除彩色图像中的噪声,针对主成分分析算法不太忠实于原图像的弱点进行改进;使用四元数表示彩色图像,将R,G,B三个分量同时进行处理.分析结果表明,该算法既利用了彩色分量的相关性,又提高了运算效率.     

一种多特征融合的特征匹配算法

特征匹配是目标识别的基础,文章针对特征描述子在多变复杂场景中的自适应问题,从特征向量的低维度、高稳健、易计算3个方面,结合核主成分降维、匹配核的空间映射以及Power-law归一化等特征处理方法,提出一种面向复杂变换环境的集成低维度的特征匹配算法。首先,采用线性内积核将特征向量映射至高维空间提取特征主成分,然后通过Hellinger匹配核完成主成分空间到RootSIFT的映射转换,最后对特征向量进行α中心化和Power-law归一化,形成新的稳健特征向量。实验证明该算法简单易行,特征维度得到了大幅度降低,且在复杂变换的场景中匹配精度优于同类其他算法。     

去噪空间上的多核学习

回顾了一种多核学习(multiple kernel learning,MKL)方法——lp范数约束的多核Fisher判别分析(lpregu-larized multiple kernel Fisher discriminant analysis,MK-FDA),研究了固定范数和p范数下MKL的性能对比,并针对原始特征空间必然存在噪点的现象,对在特征空间去噪之后的MKL方法的效果进行了探索。在VOC 2007数据集上的实验结果表明,lpMK-FDA无论使用原始核函数或者去噪后核函数的性能都超越了固定范数约束下的对比方法;特征空间的去噪处理能提高单核FDA方法和lpMK-FDA方法的性能;训练得到的核函数的权重与去噪空间中保留的特征数量存在一种正相关性。     

基于改进核主元分析的故障检测

针对电主轴系统特点,提出基于改进核主元分析(KPCA)的故障检测方法,引入混合核函数的定义,将多项式核和径向基核的混合核方法与主元分析方法(PCA)相结合,解决采用单一核函数诊断故障时的高误诊率问题.首先对数据进行预处理,然后使用混合核函数对数据矩阵进行映射,映射到高维特征空间,使非线性数据变量变为线性数据变量,并使用PCA提取变量数据的高维空间相关特征确定主元个数,最后根据混合非线性主元特征计算出的T2和Q统计量,实现在线故障检测.该方法改进传统核函数的选取方法,充分考虑工业过程中的非线性,更精确地描述工业过程特性,可以准确、有效地检测出电主轴系统故障.对田纳西-伊斯曼(TE)过程以及电主轴系统的应用实例证明该方法的可行性.     

基于偏微分方程与多尺度分析的图像去噪算法

针对传统图像去噪算法存在去噪效果和稳定性较差的问题, 提出一种基于偏微分方程结合多尺度分析方法的图像去噪算法. 首先利用二阶偏微分扩散方程和四阶偏微分方程对图像进行高频段和低频段的处理, 对处理后的图像采用非下采样轮廓波逆变换, 实现图像整体去噪; 其次, 采用轮廓波变换方法对整体图像进行多尺度分解得到不同子带, 并利用核主成分分析算法进行整体图像降维处理, 对不同子带进行分块管理, 完成对整体图像的局部去噪, 最终实现基于偏微分方程结合多尺度分析方法的图像去噪. 实验结果表明, 该算法的图像去噪效果和稳定性均较高.     

一种基于核最大间距准则改进的特征提取方法

针对非线性特征提取问题,基于核最大间距准则(KMMC),提出一种新的特征提取方法,即一组具有统计不相关性的最优核鉴别矢量集的简单计算方法.与原KMMC特征提取方法相比,新的特征提取方法消除了最优核鉴别矢量间的统计相关性,提高了特征提取的有效性.通过在ORL人脸库和YALE人脸库上进行试验,结果表明提出的特征提取方法在有效性方面整体上好于原KMMC特征提取方法和常用的核主成分分析(KPCA)法.     

基于偏微分方程与多尺度分析的图像去噪算法

针对传统图像去噪算法存在去噪效果和稳定性较差的问题, 提出一种基于偏微分方程结合多尺度分析方法的图像去噪算法. 首先利用二阶偏微分扩散方程和四阶偏微分方程对图像进行高频段和低频段的处理, 对处理后的图像采用非下采样轮廓波逆变换, 实现图像整体去噪； 其次, 采用轮廓波变换方法对整体图像进行多尺度分解得到不同子带, 并利用核主成分分析算法进行整体图像降维处理, 对不同子带进行分块管理, 完成对整体图像的局部去噪, 最终实现基于偏微分方程结合多尺度分析方法的图像去噪. 实验结果表明, 该算法的图像去噪效果和稳定性均较高.     

一种新型自适应嵌入式流形去噪视频运动目标分割算法

针对目前运动目标分割算法在复杂场景中适应性较差,时间复杂度较高等缺陷,提出一种新的运动目标分割算法,该算法通过自适应流形去噪实现刚性和非刚性对象的运动分割.首先,引入一种自适应核空间,如果两个特征轨迹属于同一刚性对象,则将其映射到相同点上;然后,采用一种基于自适应内核的嵌入式流形去噪算法,分割出刚性和非刚性对象的运动;最后,在多个数据集上与几种传统算法进行对比实验.实验结果表明,该算法在不同场景中均能取得更好的分割与跟踪效果.     

基于双空间金字塔匹配核的图像目标分类

提出一种基于局部特征的双空间金字塔匹配核(bi-space pyramid match kernel,BSPM)用于图像目标分类.利用局部特征在特征空间和图像空间建立统一的多分辨率框架,以便较好地表达图像的语义内容.该方法同时在特征空间和图像空间建立金字塔型结构,通过适当匹配可以得到正定核函数,该函数具有线性计算复杂度,可以运用于基于核的学习算法.将BSPM嵌入支持向量机对公共数据库中图像目标进行分类,实验结果表明该方法对图像具有良好的分类能力,优于词汇导向的金字塔匹配核和空间金字塔匹配核.     

模式分析的核函数设计方法及应用

利用卷积算子和H1(R)核函数给出了一种设计Hn(R)核函数的新方法,该方法简便易行。运用该方法设计的核函数,应用在轴承正常振动信号数据、轴承内圈、外圈以及滚动体故障振动信号数据进行核主成分分析(KPCA)中,仿真结果表明:该方法可以有效地识别轴承正常和内圈、外圈以及滚动体故障。