基于联合动态稀疏表示方法的多图像人脸识别算法

采用联合动态稀疏表示方法构造一种新型的多图像人脸识别模型.该模型在多张人脸图像的稀疏表示矩阵上,利用动态数集得到联合动态稀疏表示矩阵,识别多图像的人脸.在多张人脸图像作为测试样本的情况下,利用多图像之间的关联性提高人脸图像识别的准确率.最后利用CMU人脸图像库对该算法进行仿真,结果表明其识别率较其他算法有很大的提高.     

基于稀疏表示和最小二乘回归的基因表达数据分类方法

提出基于稀疏表示和最小二乘回归的分类方法:用训练样本重构测试样本,先利用稀疏表示剔除噪声样本,接着用最小二乘回归和最近邻子空间准则对样本分类,可以克服传统分类方法存在的过拟合问题.在6个基因表达数据上的实验结果表明,该方法可以提高分类准确率.     

改进型稀疏表示的图像分类方法

在图像分类问题中,传统的稀疏表示算法只考虑样本整体信息,忽略样本局部结构信息;此外,稀疏表示算法要求测试样本与训练样本的人脸图像要一致对齐,当姿势与角度发生变化时分类效果明显下降.针对这些问题,提出了一种改进L2正则化稀疏表示算法.首先,通过求解最小二乘法得到稀疏系数矩阵;然后,计算样本重构残差,用稀疏度量公式量化样本之间的稀疏性;最后,在保持样本稀疏性的同时增加了样本类与类之间的局部判别信息,进而提高样本的分类性能.为了验证算法的有效性,在ORL、FERET和FEI人脸数据库与Stanford 40 Actions数据库和Caltech-UCSD Birds (CUB200-2011)数据库上进行实验.实验结果表明,该方法在不同的人脸数据库和扩展视觉数据集上取得的分类结果均优于传统稀疏表示算法及其他常用分类算法.     

特征空间中的拓展稀疏人脸识别

基于稀疏表示分类（SRC,sparse representation for classification）是近年来模式识别领域中备受关注的一个研究热点。当每类训练样本较少时,SRC的识别效果往往不理想。为解决此问题,人们提出了拓展的稀疏表示分类算法。它引入了训练样本的类内变量矩阵,来补充每类训练样本信息。但是,该方法很难获取普遍存在于复杂数据如图像中的非线性信息。为此,提出了特征空间中的拓展稀疏人脸识别算法。该算法将样本集非线性映射到新的特征空间中,计算每个训练样本在表示测试样本时所做的贡献。根据贡献大小,给每个训练样本赋予一定的权重。同时,利用类内变量矩阵,共同表示测试样本。实验表明所提出的算法优于其它经典稀疏表示分类算法。     

基于特征融合与稀疏表示的肝病识别

由于肝脏超声图像具有回声不均匀、边缘模糊等缺点,肝脏疾病的无创诊断易受到影响,考虑到单个特征的局限性,提出了一种基于HOG-LBP特征融合和稀疏表示的肝病识别算法。首先使用HOG-LBP特征融合方法将肝脏超声图像中相应区域的图像特征提取出来,并将训练样本集所提取的特征构建字典,然后使用字典学习算法对测试样本特征矩阵构成稀疏表示,最后根据稀疏表示分类原理进行分类识别。通过对取自青岛大学附属医院肝胆科的包括正常肝脏、肝硬化和脂肪肝的共900个样本进行分类,平均识别率达到85.76%,实验结果表明,所提方法的准确率高于传统方法,有助于临床诊断。     

基于稀疏表示分类算法的复合绝缘子憎水性检测方法

复合绝缘子表面憎水性的检测是判断其防污闪性能的主要手段之一.本文引入稀疏表示分类算法实现了对复合绝缘子憎水性图像的检测分类.运用最小一范数方法计算稀疏表示系数,通过计算最小残差图像来搜索与测试图像最匹配的训练样本图像,从而准确识别出检测试样的憎水性HC等级.该算法避开了一般模式识别算法中较复杂的特征提取环节,为复合绝缘子憎水性图像识别检测提供了新的思路.实验结果表明,该方法能有效地应用于复合绝缘子憎水性图像的分级.     

基于样本融合的核稀疏人脸识别方法

针对基于小样本集人脸图像的识别能力低,计算复杂度高的问题,提出了一种基于样本融合的核稀疏表示方法(KSRMSF).该方法首先通过在原始样本集中添加镜像训练样本和对称训练样本,扩大了原始样本集的规模,接着使用基于高斯核函数的算法从扩充后的训练样本集中挑选若干个最近邻训练样本,利用这组最近邻样本的线性组合表示待识别的测试样本,根据L2范式的结果对测试样本进行分类,通过修改最近邻样本数获得更高的分类精度.实验结果表明该方法比同类识别算法有更好的识别效果.     

基于L_(2,p)矩阵范数稀疏表示的图像分类方法

为了提高基于稀疏表示分类算法的分类精度,该文充分利用同类样本的非零系数高度集中的特点,提出一种用l2,p矩阵范数进行稀疏约束的基于稀疏表示的分类方法。该算法的训练阶段,构造的目标函数主要包括三个部分:重构误差、稀疏矩阵类内一致性约束、稀疏矩阵类间不一致性约束,其中的稀疏矩阵类内一致性约束用l2,p矩阵范数实现。该算法的测试阶段,计算新样本的稀疏重构系数以用于分类。和传统的基于稀疏表示的分类方法比较,该方法求稀疏重构系数时对样本不再单个处理,而是对同类样本整体处理,且充分利用同类样本的相似性和不同类样本的相异性,提高了基于稀疏表示的图像分类方法的分类精度。实验结果表明:该方法进一步提高了图像分类的准确率,在AR、Extended Yale B和Fifteen Scene Category数据库上和基于稀疏表示的分类方法(Sparse representation based classification,SRC)相比较,识别率分别提高了20.11%、20.88%和2.13%。     

Volterra核优化的SRC人脸识别算法

为了提高稀疏表示分类算法对属于同一方向不同类别样本的分类准确率,提出了一种基于Volterra核优化的稀疏表示分类算法.该算法首先将原始的人脸图像分成不重叠的小块,并利用Volterra核映射到高维空间.在训练阶段遵循费舍尔标准,根据最大化类间距离和最小化类内距离来定义目标函数,从而获得优化Volterra核.与其他方...     

动态稀疏表示方法在非接触式指纹图像识别中的应用

传统指纹图像识别方法无法解决数据量大、样本维数高、样本数据呈非线性等问题。为此,将动态稀疏表示方法应用于非接触式指纹图像识别中。通过低秩矩阵恢复解决采集样本中出现的颜色偏差、局部遮挡以及内容缺失等问题。通过局部区域划分法把待识别图像分成若干子图像块,完成维数转换。引入可衡量待识别样本与训练样本间局部结构关系的准则和联合动态活跃集合对目标函数进行改进,建立动态稀疏表示模型。对各子图像的稀疏表示系数进行求解,依据稀疏表示系数求出所有非接触式指纹子图像的重构误差,融合全部误差,将误差最小的类别赋予待识别指纹图像,实现非接触式指纹图像识别。实验结果表明,所提方法实用性强,与其他方法相比识别可靠性更高。     

基于对抗样本的深度学习图像压缩感知方法

压缩感知是研究数据采样压缩与重构的信号处理新理论,近年来研究人员将深度学习运用到图像压缩感知算法中,显著提高了图像重构质量.然而,图像信息常与隐私关联,高质量的重构图像在方便人们观赏的同时,带来了隐私保护的问题.本文基于深度学习理论,提出一种对抗的图像压缩感知方法.该方法将压缩理论和对抗样本技术统一于同一个压缩感知算法,通过设计损失函数,联合重构误差和分类误差来训练压缩感知深度神经网络,使得压缩感知重构样本同时也是一个对抗样本.因此,重构图像在保证重构质量的同时,也能对抗图像分类算法,降低其识别率,达到保护图像隐私的效果.在Cifar-10和MNIST图像集上进行的实验结果表明,和已有的压缩感知方法相比,我们提出的对抗压缩感知方法以损失仅10%的图像重构质量为代价,使得图像分类精度下降了74%,获得了很好的对抗性能.     

二次近邻稀疏重构法及人脸识别

基于整个数据集的稀疏表示(sparse representation classification,SRC)用于人脸识别在很大程度上影响了运行效率.如何利用较少样本稀疏表示在保证计算效率的同时,识别率也有一定提升,尤其是面对光照、角度、姿态等非受控环境,目前仍是一个问题.考虑到协同表示(collaborative representation classification,CRC)基于l2范数稀疏求解的优势,为进一步提升CRC的整体分类性能,引入类内近邻,提出一种二次近邻稀疏重构表示法.该方法首先在原始训练集上选择各类训练样本中与待测样本距离相近的若干样本组成近邻样本集,并协同表示,接着分别用各类近邻样本重构待测样本,再次选择与待测样本相近的若干重构样本协同表示,最终实现模式分类.在ORL和FERET数据库上的仿真实验表明,相比现有的一些CRC算法,该方法在一定程度上缩短了运行时间,并使识别更精确.     

单样本条件下基于图像增强和Fourier频谱的人脸识别

目前有许多处理正面视觉人脸的识别方法，当有充分数量的有代表性的样本时，能取得较好的识别效果。然而当处理单样本识别问题时，现有的许多方法的识别率将明显下降或甚至不适用。为了加强单训练样本的分类信息，训练样本与其基于受扰动的奇异值的重构图组合成新样本，Fourier频谱作为人脸识别特征，在ORL人脸库上的实验结果表明了该方法的有效性。     

基于改进的Wasserstein生成对抗网络和深度残差网络的电缆中间接头局部放电缺陷识别

随着“碳达峰、碳中和”目标的明确，我国已有较多风光电场使用铝电缆作为直埋输电电缆，来实现成本的降低和清洁能源的利用。由于铝电缆接头PRPD谱图样本数量有限，导致了训练模式识别的网络识别准确率低、泛化能力差等问题，本文通过设计三种电缆接头典型缺陷，搭建局部放电实验平台，运用改进的Wasserstein生成对抗网络训练样本数据，借以生成更多新的图像数据，进而将生成样本和原始样本同时投入深度残差网络训练，该方法识别准确率达97.82%。与数据扩充前后不同层数深度残差网络和普通卷积神经网络训练的准确率进行比较，证明了该方法能够有效提升基于小样本条件下的识别准确率，对实际工程具有一定指导意义。     

文字识别中特征与相似度度量的研究

在大样本测试集下国内现有成熟的OCR识别软件的首位识别准确率为95%~97%之间,在准确率和方法上仍有提升和改进的空间。提出一种基于概率特征和结构特征融合的自适应文字识别算法,模拟人类学习的模式,通过对训练样本的不断学习去构建汉字在测量空间的概率分布矩阵,然后比对原始图像和标准汉字库中汉字的概率分布矩阵的相似度来达到汉字分类的效果。其中相似度度量准则是从矩阵空间的结构和概率2个角度出发去构建的,充分考虑了结构模式识别和统计模式识别的优缺点。实验结果显示算法在训练样本下的首位识别正确率可以达到99.66%,在1 623张非训练样本文字图像下的首位识别正确率可以达到99.13%,在5 515张非训练样本文字图像下的首位识别正确率可以达到98.57%。可以证明提出的相似度度量方法在文字识别中的有效性。     

一种基于Pauli分解和SVM的全极化SAR监督分类算法

全极化SAR影像准确分类的一个重要前提是充分提取反映地物实际物理性质的特征。然而现有的全极化SAR特征提取算法和分类算法众多,却均存在各种各样的问题。无论极化特征提取方法还是分类算法,都会影响最终的分类精度。针对此问题,在多次实验的基础上,提出一种综合Pauli极化特征分解和SVM的分类策略,简称为Pauli-SVM算法。首先通过经典的Pauli分解法提取全极化SAR影像的奇次散射、偶次散射、体散射等极化特征,并将这些信息组合成一个特征向量,然后引入高精度的SVM分类算法,选择训练样本后对全极化SAR影像进行监督分类。在江苏溧水和南京横溪镇两个研究区,以ALOS卫星的PALSAR影像为研究数据,进行监督Wishart分类算法、Freeman特征提取法结合SVM的分类算法、Yamaguchi特征提取法结合SVM的分类算法、Pauli-SVM算法的分类对比实验。结果表明,新提出的Pauli-SVM算法可以有效的提高分类的准确性。     

基于卷积神经网络的食品图像识别

针对传统食品图像识别方法提取特征能力差、准确率差、运行效率差和卷积神经网络识别相似食品图像难度大等问题, 提出了一种新的食品图像识别模型ChinaFood-CNN, 以实现对食物的精准分类; 在多分类损失函数SoftmaxWithLoss的基础上, 针对食品图像类间相似性大的问题, 提出了最大类间距损失函数(MCSWithLoss), 以增大相似类之间的距离, 实现相似类的区分; 针对随机选取样本时的训练集冗余问题, 在网络模型训练时使用负样本选择算法.实验结果表明:ChinaFood-CNN模型对食品图像的识别准确率达69.2%, 分别比AlexNet、VGG16、ResNet模型提升了17.6%、16.8%和3.6%.     

基于上下文感知和注意机制的多学习情绪识别方法

为提高人脸图像情绪识别效率与准确性,在探讨了深度神经网络、注意机制与损失函数基础上,提出基于上下文感知与注意机制的多学习情绪识别网络结构．该网络主要由场景特征提取、身体特征提取与融合决策3个子网络组成,并采用单双输出结构,实现多标签情绪分类与连续空间情绪回归任务．考虑到多标签情绪分类时标签的不平衡性,提出了一个改进的焦点损失（focal loss,FL）函数,可为小样本或难分类样本分配更多的权重,从而提高了网络训练效率．利用EMOTIC数据集进行仿真,结果表明平均绝对误差回归组合损失训练性能更优,分类平均准确率与回归平均误差率分别为28.5%和0.098,该方法对于小样本或难分类样本具有更好的分类效果．      

小样本学习在高分遥感影像分类与识别中的应用

遥感影像分类与识别是近年来深度学习以及图像分类与识别研究的热点,其中一个关键问题是因样本数据集的数据较少而极易出现过拟合。许多图像分类的模型和方法并不完全适用于遥感影像分类,将小样本学习与遥感影像处理结合起来,实现遥感影像数据增强和识别模型优化是一个可行的思路。根据小样本学习的发展现状,针对特征提取、模型分类方法,归纳总结了典型学习方法的原理及其在相关领域的应用; 分析遥感影像处理的现状和存在问题,基于适用场景、优缺点对各方法进行了比较; 通过分析小样本学习在高分遥感影像分类与识别上的应用,发现引入注意力机制和迁移学习后,小样本学习能够用于样本数据量小的遥感影像分类。