采用HOG特征和机器学习的行人检测方法

针对基于方向梯度直方图(HOG)/线性支持向量机(SVM)算法的行人检测方法中存在检测速度慢的问题,提出一种将HOG特征与Adaboost-BP模型相结合的行人检测方法.利用边缘检测技术快速检测出行人候选区域,提取出多尺度多方向的HOG特征,利用Adaboost算法训练多个反向传播神经网络用于构建强分类器,实现对测试样本图像的检测识别.结果表明:文中方法具有更高的检测率、更低的误报率和漏检率,具有较好的检测效果.     

基于增量学习向量SVM方法的图像分割应用

为了解决经典支持向量机方法已发现的执行时间长、执行效率低的相关问题,提出基于增量学习向量的支持向量机学习方法。该算法通过对训练样本集合的相关增量学习向量进行训练学习来得到初始支持向量机分类器。利用该初始化分类器在有关条件下针对初始训练样本集进行缩减得到精简缩小集,再应用精简缩小集针对初始支持向量机的分类器反向加工来得到支持向量机的最终分类器。该算法可大幅度降低大容量数据集上支持向量机的学习时间,并且具有很好的泛化能力。为了验证本学习方法的可应用性,从Berkeley图像分割数据集BSDS500和互联网上选取相关彩色图像进行仿真实验。该文实验结果表明:该方法得到分割结果的过程不仅比传统支持向量机耗时少,且与Berkeley图像分割数据集中人工标注结果比较得到较好分割效果。     

基于增量学习向量SVM方法的图像分割应用

为了解决经典支持向量机方法已发现的执行时间长、执行效率低的相关问题,提出基于增量学习向量的支持向量机学习方法。该算法通过对训练样本集合的相关增量学习向量进行训练学习来得到初始支持向量机分类器。利用该初始化分类器在有关条件下针对初始训练样本集进行缩减得到精简缩小集,再应用精简缩小集针对初始支持向量机的分类器反向加工来得到支持向量机的最终分类器。该算法可大幅度降低大容量数据集上支持向量机的学习时间,并且具有很好的泛化能力。为了验证本学习方法的可应用性,从Berkeley图像分割数据集BSDS500和互联网上选取相关彩色图像进行仿真实验。该文实验结果表明:该方法得到分割结果的过程不仅比传统支持向量机耗时少,且与Berkeley图像分割数据集中人工标注结果比较得到较好分割效果。     

基于取样的潜在支持向量机序列最小优化算法

为了提高潜在支持向量机求解大规模问题的训练速度,提出了基于样本取样的潜在支持向量机序列最小优化算法,去掉了大部分非支持向量,把支持向量逐渐压缩到取样样本集中.此算法特别适合大样本数据且支持向量个数相对较少的情况.实验表明,改进的序列最小优化算法加速了潜在支持向量机分类器训练时间.     

一种改进的最小二乘支持向量机算法

最小二乘支持向量机是标准支持向量机的一种扩展,它是支持向量机在二次损失函数下的一种形式.它用等式约束代替不等式约束,求解过程变为解一组等式方程,避免了求解耗时的二次规划问题,但同时也丧失了标准支持向量机的稀疏性,影响了二次学习的效率.针对上述问题,本文提出了一种改进的最小二乘支持向量机增量学习方法.改进的最小二乘支持向量机算法采用自适应剪枝方法对解进行稀疏,根据每次训练得到的分类器性能来设定剪枝阚值和样本增量的大小,如果得到的分类器性能好,剪枝阈值和样本增量就大,反之,剪枝阚值和样本增量就小,从而提高了最小二乘支持向量机训练效率,解决了稀疏性问题.最后,仿真实验表明该算法方案可行.     

基于分类面拼接的快速模块化支持向量机研究

针对大多数现有的机器学习算法处理大规模问题时需要的训练时间很长和存储空间很大的难点,提出了基于分类面拼接的快速模块化支持向量机算法(psfm-SVMs).在训练阶段,psfm-SVMs采用一簇平行超平面对大规模问题实施软划分,然后针对每个子问题并行训练支持向量机.在测试阶段,测试样本坐落于哪个子问题所在空间中,就由该子问题训练的支持向量机给出判别结果.在4个大规模问题上的实验表明:与采取硬划分的快速模块化支持向量机(fm-SVMs)相比,软划分能够使psfm-SVMs得到更加光滑的分类面,因而psfm-SVMs的泛化能力较高.在不增加训练时间的条件下,psfm-SVMs减少了由于训练集分割导致的分类器泛化能力下降.     

基于双目立体视觉和SVM算法行人检测方法

提出了一种基于双目立体视觉和SVM算法的行人检测方法.采用行人样本的头肩HOG特征训练分类器,通过双目视觉系统获取待检测目标左右图像,经过摄像机标定和立体匹配之后,计算图像共轭点的视差生成深度图,以基于距离的阈值分割确定运动目标所在的ROIs,有效去除背景信息;提取分割图像的HOG特征,投入SVM分类器训练得到检测子;加载分类器在前景图像中做多尺度检测,标记检测出来的运动目标.实验表明:该方法能对复杂场景下不同尺度和姿态的行人进行有效检测,具有较高的鲁棒性和检测率,且具有很好的实时性.     

星空背景下运动目标级联支持向量机(SVM)高精度检测

为实现空间监视系统光学图像中目标高精度探测,提出了一种星空背景下高精度快速级联式支持向量机空间目标检测算法。通过提取空间目标不同尺度下目标二值规范化特征,训练前两级线性级联支持向量机分类器;继而提取目标的面积、周长、灰度、Hu矩特征作为组合特征,训练第三级支持向量机分类器。在目标检测过程中,采用前两级支持向量机分类器进行候选目标的窗口预测和评分,进而利用第三级支持向量机分类器进行目标确认而给出检测结果。仿真实验及结果分析表明,这种级联支持向量级目标检测方法的精度高、实时性强、适用于星空背景下的空间监视系统。     

星空背景下运动目标级联支持向量机高精度检测

为实现空间监视系统光学图像中目标高精度探测,提出了一种星空背景下高精度快速级联式支持向量机空间目标检测算法。通过提取空间目标不同尺度下目标二值规范化特征,训练前两级线性级联支持向量机分类器;继而提取目标的面积、周长、灰度、Hu矩特征作为组合特征,训练第三级支持向量机分类器。在目标检测过程中,采用前两级支持向量机分类器进行候选目标的窗口预测和评分,进而利用第三级支持向量机分类器进行目标确认而给出检测结果。仿真实验及结果分析表明,这种级联支持向量级目标检测方法的精度高、实时性强、适用于星空背景下的空间监视系统。     

SVM的快速分类及其算法

针对支持向量机中当样本集训练规模很大且存在野点时,其分类速度慢且精度不高的问题,提出一个支持向量机快速算法。其基本步骤是首先求取每类样本点的壳向量和中心向量,然后将求出的壳向量和中心向量合在一起,组成新的训练集进行训练,得到最终的分类器。实验表明采用这种学习策略,不仅大幅度降低了学习代价,而且获得的分类精度与直接通过大规模样本集训练得到的分类器的分类精度相当,同时分类速度也得到大幅度提高。     

基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法

为了减小行人导航过程中的误差,提出基于支持向量机分类决策的零速反馈修正方法。根据行人足部运动特点,构建行人足部运动模型,利用支持向量机决策方法对足部运动样本数据进行训练和提取数据特征,建立超平面方程。通过超平面函数对行人足部运动数据进行分类和决策,辨别区分静止段和运动段。在零速静止段,对惯性导航解算的速度、角速度和方向进行修正,利用扩展卡尔曼滤波递推方法进行方向、速度和位置误差跟踪。进行了行人按既定路径的行走跟踪实验,结果表明,设计的行人导航系统能够使行人行走轨迹与设定路径完全吻合,多次测试数据最大误差小于2.5%,平均误差为1.94%。因此,基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法能够准确地对行人轨迹进行跟踪和定位。     

基于单个特征分类准确率的特征选择方法研究

【目的】随着遥感技术迅猛发展,在影像解译过程中提取的信息越来越繁杂多样。为提高地物分类准确率,常加入更多的特征信息,而由此往往造成一定的信息冗余,导致分类效率甚至准确率降低。笔者利用随机森林(RF)和支持向量机(SVM)分类器,探索在遥感分类过程中保证分类精度的同时又能降低特征维度的方法。【方法】以吉林省安图县福兴林场部分区域为研究对象,利用2015年Landsat-8影像为数据源,提取光谱信息(红、绿、蓝、近红外和短波红外波段)、植被指数(NDVI、增强型植被指数、比值植被指数和裸土植被指数)、纹理(同质性、均值、二阶矩、方差、差异性、对比度、熵和相关性)和地形信息(坡度和坡向)共19个指标作为分类特征变量。以RF分类器估测的特征重要性进行特征选择为对照,分别以单个特征在RF和SVM两分类器中的分类准确率为依据进行特征选择,并对选取的特征进行主成分分析,与未做主成分分析的进行区分,再分别用RF和SVM分类器进行分类,评价分类精度,确定最优特征和分类器组合。【结果】①基于SVM单个特征分类准确率选取特征,对选取的特征进行主成分分析,再用RF进行分类,该方法与其他方法相比分类性能最好,当特征维度为5时,总体精度为0.86,Kappa系数为0.83; 与输入全部特征进行分类相比,不仅提高了分类精度,而且降低了特征维度,使分类效率得以提升。基于RF特征重要性选取特征的RF分类取得了较高的分类准确率,但特征维数小于7时,分类准确率波动较大; 在特征维数为4时分类准确率增至最大值(0.88),随后骤降为0.83,之后基本保持在此水平。而基于单个特征分类准确率选取特征,分类准确率变化较为平缓,如上所提最优分类性能方法的分类准确率波动范围基本在0.02。②基于单个特征在RF和SVM分类器中的分类准确率进行特征选择,在随后的分类过程中,SVM分类器分类精度总体高于RF。基于RF单个特征分类准确率选取特征的SVM分类,及基于SVM单个特征分类准确率选取特征并对选取特征进行主成分分析的RF分类,较仅利用SVM或RF单个分类器选取特征并分类的分类准确率更高。【结论】①基于单个特征分类准确率的特征选择方法,可在保证分类精度的同时降低特征维度,且在较低维度时,基于该方法选取特征的分类精度较基于特征重要性选取特征的分类精度更稳定。②基于单个特征分类准确率进行特征选择,不同分类器选取的特征有所差异,分类准确率也不同,利用多个分类器较单个分类器选取特征并分类的性能更好。③在中低维度时,RF分类器的分类准确率可能与特征输入顺序有关,对输入特征进行主成分分析有利于提高分类器的分类精度及稳定性。     

基于BP神经网络的行人和自行车交通识别方法

研究了基于BP神经网络的行人和自行车识别方法.首先对图像提取4个特征,形成特征向量作为BP神经网络的输入;然后设计BP神经网络的结构,网络输出为对行人和自行车的识别;为了确定BP神经网络合理的隐层神经元数目,分别对不同隐层神经元数目的神经网络进行了实验分析.最后利用实测的数据对BP神经网络进行训练、仿真实验,并对实验结果进行分析;结果表明:最佳网络的正确识别率为84%,行人和自行车的正确识别率分别为89%和71%.     

基于AdaBoost算法的快速虹膜检测与定位

针对目前虹膜检测和定位方法中检测速度和定位精度等方面存在的不足,提出了一种利用AdaBoost算法进行虹膜快速检测和定位的方法.根据虹膜灰度图像的空间结构特征,提取出3类能反映这些结构的Haar-like矩形特征,从中挑选对虹膜图像有最好区分性的385个特征构成弱分类器,再组合生成强分类器.使用正负样本图像训练后,由强分类器级联组成了一个23层分类器系统.实验结果表明:该分类器系统的检测速度平均可达66帧/s,正样本的识别率约为96%,满足了虹膜识别系统实时性的要求.与其他方法相比,有更高的检测速度和定位精度.     

基于动作识别和步幅估计的步行者航位推算

针对步行者的运动特点,采用和传统航位推算不同的思路,提出低成本步行者航位推算方案.通过分析安装在步行者身体上的加速度计输出采样,采用支持向量机识别步行者运动状态,并采用滑动窗长度可变的峰值捕获算法测算实时步频.为提高峰值捕获正确率,使用Daubechies 4作为基函数的小波滤波器对加速度计的原始输出进行平滑.通过实验拟合出步幅与步频的关系模型,并以此估算步行者实时步幅作为步行者实时移动距离,再结合电磁罗盘的航向角输出,完成步行者航位推算.经实地实验验证,该方案具有较好的定位效果.     

基于图像变换的递归式行人错检校验算法

针对现有HOG特征行人检测器容易受到复杂背景环境的干扰而降低检测效率的问题,提出一种基于图像的递归式行人错检校验算法。在保持行人检测器原有结构不变的基础上,对行人检测器的检测结果进行图像变换,变换结果作为新的输入图像,将原有检测器构成一个递归式错检校验处理结构。采用尺寸归一化、均衡和锐化图像变换方法,对行人检测器检测结果不断迭代校验,以达到降低错检率的目的。同时引入模糊决策判决终止条件,实现合理的迭代退出。经INRIA数据集和实测图片的仿真分析表明,该方法能够有效去除行人检测器输出的错误检测结果,正确检测率在原有基础上提高7.6%,在复杂背景条件下仍有效。     

基于核主元分析与支持向量机的监控诊断方法及其应用

为了及时反映密闭鼓风炉冶炼过程状态,实现对密闭鼓风炉炉况的监控与诊断,提出核主元分析和多支持向量机分类的相结合的过程监控与故障诊断方法.其原理是:首先,用核主元分析方法提取过程数据特征,建立核主元分析的监控模型;然后,将代表过程特征的核主元送入多支持向量机分类器中,利用"一对其余"算法对故障进行诊断与分类.实验结果表明,所提出的方法与传统的主元分析方法相比,整个样本集的可分性变大,分类正确率提高,能更准确地诊断炉子的各种故障,可有效地用于密闭鼓风炉冶炼过程的故障诊断.     

基于多特征集成分类器的人脸表情识别

提出基于多特征集成分类器的人脸表情识别新算法。新算法首先对预处理后的人脸表情图像通过3种不同的特征提取方法来提取不同类型的表情特征,然后对不同特征构造不同的分类器,最后构造一个基于神经网络的集成分类器模型,对这3个分类器的输出进行决策融合,从而实现人脸表情的最终识别。在JAFFE人脸表情数据库中的试验结果表明,所提算法的识别效果优于单个特征和单一的分类器。     

基于光流重构和深度姿态特征的行人跌倒检测方法

随着我国老龄化人群数量的增长，老年人实时行为轨迹的跟踪检测成为当前智慧社区研究的热点。本文针对现有行人跌倒检测算法在面临电动车流和行人影子的干扰而导致识别准确率不高的问题，提出了一种基于优化yolov5的路边行人跌倒检测方法。首先基于视频抽帧的方式将原始数据输入到yolov5网络进行监控行人视频数据的预处理，实现行人背景重构；然后提取光流和anchor框作为其运动特征；最后对此特征进行判定，进行信息融合的跌倒检测网络进行跌倒特征识别，并在不同帧序列和不同背景下进行对比试验。本文所提出的方法在行人跌倒数据集Multiple cameras fall和Le2i上进行了实验，结果表明本文的算法在基于电动车流和行人影子干扰场景下较传统方法在准确率和召回率上分别提升了9%和10%。