基于改进的空间金字塔词袋模型的图像分类算法研究

基于空间金字塔词袋模型的图像分类算法相比于传统的词袋模型的图像分类算法的准确率有了一定的提高,仍无法满足实际的高标准图像分类的需求。为此提出了一种基于改进的空间金字塔词袋模型的图像分类算法,即使用轮盘法的改进的K-means聚类方法和支持向量机的直方图交叉核函数。分别优化改善了K-means聚类算法的聚类容易陷于局部最优的缺陷和支持向量机使用径向基核函数可能产生非常严重的过拟合问题。通过仿真验证了基于改进的空间金字塔词袋模型的图像分类算法的准确率明显高于原基于空间金字塔词袋模型的图像的分类算法。     

基于对比度金字塔图像融合的自发笑脸识别

自发笑脸识别是表情识别研究领域的重要部分,在诸多领域均有着广泛应用。本文提出一种基于对比度金字塔(contrast pyramid decomposition,CPD)图像融合的自发笑脸识别方法。首先将2种光源的图像分别进行4层Gauss塔式分解,建立对应的对比度金字塔,并对每层对应的对比度金字塔采用像素灰度平均法融合规则进行融合,得到融合图像,最后分别提取融合图像的LBP(local binary pattern)特征和LDP(local directional pattern)特征,使用SVM分类器进行分类识别。实验结果表明:使用本文方法融合图像作为识别对象,提取LBP特征和LDP特征的笑脸识别率分别达到96.69%和97.19%,总识别率分别达到96.51%和96.78%,明显优于其他算法,表明本文融合算法提升了自发笑脸识别的识别性能。     

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.     

应用于行人检测的HLBP与CHLBP纹理特征

根据CSLBP (center-symmetric local binary pattern)和Uniform LBP (local binary pattern)特征描述行人局部纹理互补性的特点, 提出将二者级联的组合特征用于行人检测: 基于灰度图像的纹理特征(hybrid local binary pattern, HLBP)和基于颜色空间的纹理特征(color based hybrid local binary pattern, CHLBP)。实验结果表明, 当FPPW=10^–4时, HLBP特征的检测率为93.96%, 与Uniform LBP和CSLBP特征相比分别提高3.46%和9.68%, 基于颜色空间L′C′C′与HIKSVM分类器结合时的检测率高达98.58%。与传统的纹理特征检测方法相比, 该特征提高了行人检测精度, 降低了误检率, 检测性能得到较大幅度的提升。     

基于模式识别与灰度共生矩阵的神经元图像分类

为了实现自动高效且结果准确的生物神经元识别,提出一种基于模式识别与图像灰度共生矩阵特征的神经元自动分类方法。该方法通过对生物神经元图像预处理,计算图像的灰度共生矩阵,统计各图像灰度共生矩阵属性值的平均值和标准差,构建生物神经元类别的特征空间,利用模式识别中的人工神经网络方法建立特征空间与神经元类别之间的映射关系。采用收集的160幅生物神经元图像对该方法进行实验分析,测试集的识别正确率达93.8%。研究结果表明,结合模式识别与图像灰度共生矩阵特征的生物神经元图像自动分类方法具有较高的准确性与可靠性。     

基于FS-LBP特征的人脸活体检测方法

针对人脸识别系统无法识别人脸图像是否来自真人的问题,首先改进了傅里叶频谱(Fourier spectrum,FS)特征的人脸活体检测方法,并验证了局部二值模式(local binary pattern,LBP)特征和灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,GLCM)特征人脸活体检测性能。在此基础上,提出了融合LBP特征的FS-LBP特征人脸活体检测算法。实验结果表明,提出的FS-LBP特征在多数据库的混合数据的准确率高达83.17%,更优于多尺度局部二值模式(multiscale local binary pattern,MSLBP)特征。     

一种基于约束线性编码的图像分类改进算法

针对图像分类中量化编码的问题,提出了一种简单而且高效编码方法,叫做局部约束线性编码(Locality-Constrained Linear Coding)算法;并将其应用在传统空间金字塔模型(Spatial Pyramid Matching)的向量量化(Vector Quantization)中。通过使用局部约束,LLC先将图像描述子映射到它的局部坐标系统,然后再将这些映射后的坐标经过Max-pooling整合成最终的图像表示。传统的基于词袋模型(Bag-of-World)的空间金字塔需要使用非线性分类器才能获得较好的分类效果,而LLC通过使用线性分类器获得了比传统非线性SPM更好的分类效果。     

基于小波纹理特征的医学图像检索

为了缩小图像高层语义与底层特征之间的鸿沟,提出了一种基于共生矩阵的图像纹理特征提取的新方法.该方法结合了图像的频域统计特征和空间分布特性,首先通过小波变换提取图像的局部频域信息,然后结合图像的整体结构特征,构建用于提取图像纹理特征的小波灰度共生矩阵.通过对比实验表明,与分别使用其他灰度共生矩阵和小波特征相比,基于小波灰度共生矩阵的纹理特征提取方法在医学图像检索中取得了更好的效果.     

一种基于矢量变换的局部二值化模式分类方法

局部二值化模式(LBP)在计算机图像识别中应用非常广泛,它是一种局部区域灰度函数二值化矢量的分类统计特征,其性能高度依赖于对基本矢量的分类。现有的分类方法有两种:一是最原始的分类方法,二是基于跳变次数的分类方法。前者分类类别严重不平衡,后者忽略了高次跳变的信息。基此提出了一种基于任意矢量变换的局部二值化模式分类方法(LVP),该方法既保留了高次跳变模式信息,又实现了分类类别的平衡。为验证该方法适用性,将LVP与原有的LBP分类模式在INRIA行人、遥感图像车辆和遥感图像飞机三种数据库上进行检测准确度比对,发现使用混合块长度和不同重叠比的LVP具有较高的准确率。在行人数据库中,LVP相对256类LBP使用混合块逻辑或运算的方法,识别正确率提升了2.03%,达到98.93%;在车辆数据库中,用该方法使正确率提高了3.70%,达到94.15%;在飞机数据库中,用该方法使正确率提高了4.65%,达到94.10%。     

基于GLCM和小波特征的SAR海冰分类

为了减少相干斑噪声对合成孔径雷达(SAR)海冰分类结果的影响,综合灰度共生矩阵(GLCM)和小波特征,提出了融合空间域和频域的纹理特征的SAR海冰分类方法,利用航天飞机成像雷达3号(SIR-C)探测数据,开展了SAR海冰分类研究。结果表明,该分类方法能在保留图像边缘细节信息的基础上,提取小波特征,减少噪声影响,解决了灰度共生矩阵方法无法克服的斑点状分类不准确问题,提高了分类精度。     

基于彩色空间多特征融合的表情识别算法研究

目前的人脸表情识别方法大多是在灰度图像上采用单一特征算子,如 Local Phase Quantization(LPQ),Local Binary Patterns(LBP),Histograms Of Oriented Gradients(HOG),Gabor等,进行分类识别,但这类方法在复杂光照条件下识别率并不理想。为取得较好的识别率,本文首次提出了基于彩色图像多特征融合的表情识别算法。该算法首先在不同彩色分量上分别提取LPQ、LBP、HOG及Gabor多种特征,然后对高维特征进行线形鉴别分析并采用最近邻法进行表情分类,最后对多特征分类结果采用Adaboost算法进行融合。本文算法在具有复杂光照条件的Multi-PIE人脸库上进行了验证,取得了88.30%的平均识别率。实验结果表明：相比于基于灰度图像的单一特征识别算法,本文提出的算法能较大幅度地提高人脸表情识别率。     

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.     

DCT和LBP特征融合的人脸识别

提出一种特征融合的人脸识别新方法.该方法将人脸图像中少量的低频离散余弦变换(DCT)系数用作人脸的频域特征;把人脸图像规则地分成多个子块,计算每个子块的局部二值图(LBP)编码直方图.这些子块的LBP直方图连接成一个空域全局直方图,作为人脸的描述向量.这个描述向量经过PCA降维后作为人脸的LBP特征.DCT特征和LBP特征分别归一化,然后进行特征融合.在ORL人脸库上的实验显示了所提方法比单独采用DCT或LBP特征的人脸识别有较好的性能改善.     

彩色分量流形特征融合的人脸识别

对人脸图像RGB彩色空间三分量的非线性流形嵌入进行了分析,提出一种结合了流形学习技术和图像彩色信息的人脸识别方法。 该方法对人脸图像的彩色三分量分别采用局部线性嵌入（LLE）方法进行特征提取,提取的特征进行归一化处理和特征融合,采用线性判别分析（LDA）增加分类判别性,最后采用k最近邻法（kNN）进行分类。 该方法中提取的特征,能够保持人脸图像数据的非线性结构,同时利用了人脸图像的彩色信息。 对比实验结果表明,利用了彩色信息的三分量流形学习特征融合方法,比Fisherface特征灰度图像和单个彩色分量的人脸识别性能有所改善。      

基于LBP-SR的复杂场景人脸识别算法

文章提出一种基于LBP-SR的人脸识别方法.算法首先对原始图像进行高斯滤波和下采样以构造图像金字塔,然后提取金字塔图像的LBP特征,构建由多级LBP金字塔图像的特征直方图组成的多尺度人脸特征,最后将人脸特征投影到谱回归子空间上以完成降维.实验分析表明,LBP金字塔特征具有较强的人脸描述能力,在复杂场景下该算法具有比经典算法更好的识别率,并且有较快的识别速度,可用于实时视频监控.     

基于Adaboost算法的环抛机盘面钝化程度分类

针对环抛机盘面钝化程度难以识别的问题,该文提出了一种基于灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,GLCM)和Adaboost分类器的分类方法。首先获取盘面状态图像,利用GLCM算法对环抛机盘面纹理图像进行特征提取,将GLCM的4个二阶统计量输入至Adaboost分类器进行训练,得到可以识别盘面未钝化和已钝化图像的图像分类器。经过试验数据分析,确定了GLCM用于环抛机盘面钝化程度分类的最优参数为点对间距离d=11、灰度级数k=16,其分类正确率可达98.3%,较LBP算法分类正确率升高9.5%,较PNN算法分类正确率升高2.08%。     

基于颜色纹理和形状特征相结合的图像检索系统

灰度共生矩阵是一种有效的纹理图像分析方法,为了更有效地进行图像检索,定义了一种新型的灰度共生矩阵描述子,该矩阵描述子能够有效结合颜色、纹理和形状特征,通过描述像素的空间相关性来进行基于内容的图像检索. 利用该矩阵描述子进行图像检索时,先在RGB颜色空间中计算彩色梯度,然后利用灰度共生矩阵来描述图像特征. 实验结果表明其检索性能优于传统的普通灰度共生矩阵.     

利用SVM和灰度基元共生矩阵进行图像数据库检索

提出了一种新的基于内容的图像检索方法，其关键技术是：(i)提出一种检索图像内容纹理统计特征的新方法，定义若干规范灰度像素模式基元；计算这些基元沿不同方向和不同跨距成对出现的概率，可以组成灰度一基元共生矩阵；该矩阵可用来描述图像纹理方面的特征。(ii)通过构建分类矩阵进行二叉树判别，扩展了SVM的多类分类功能。实验测试表明该法可行，且具有较好检索性能。     

不同预处理方法结合特征的食管癌图像分类

为了探讨不同的预处理方法,结合形状和纹理特征,对新疆哈萨克族食管癌图像的分类效果,通过采用锐化、中值滤波结合锐化和中值滤波结合直方图均衡化三种方法对溃疡型和缩窄型食管癌图像进行预处理;然后提取Hu不变矩形状特征和灰度共生矩阵纹理特征;最后用K最近邻(KNN)分类器分类,以验证预处理方法对图像的功效和特征的分类效率。结果表明:锐化预处理后图像的Hu不变矩、灰度共生矩阵和混合特征分类准确率分别为93. 27%、73. 35%、92. 91%。可见锐化方法能突出图像细节,提高特征的代表性; Hu不变矩形状特征的分类效率优于灰度共生纹理特征的分类效率,锐化滤波结合Hu不变矩形状特征更适合新疆哈萨克族食管癌的分类研究。