结合小波低频子带的主成分分析方法

针对单样本人脸识别问题,提出了一种结合小波低频子带的主成分分析方法.为了加强单样本图像的分类信息,该方法将原训练样本与其小波低频子带重构图相结合,然后对结合的训练样本进行主成分分析.在ORL人脸库上的实验结果表明,当训练集中每个人只有一幅人脸样本图像时,文中方法的识别率比标准特征脸法高3.6%,而所使用的特征脸个数减少14.8%.     

基于虚拟样本扩张法的单样本人脸识别算法研究

随着人脸识别技术的不断发展,单样本人脸识别已成为当今的一个热点。针对单样本人脸识别问题,提出了一种基于虚拟样本扩展的人脸识别方法,为给定的单训练样本增加虚拟图像,以增强单训练样本的分类信息,并对原样本及其虚拟样本进行特征变换,划分得到更多的子图像,利用二维主成分分析(2DPCA)实现特征抽取,一定程度上减轻了人脸的表情、姿态、光照等因素对识别效果的影响,提高了识别率。提出的方法分别在ORL及FERET两大人脸数据库上得到了验证。     

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.     

采用Gabor变换和双方向LDA进行人脸识别

将Gabor变换和双方向LDA(BDLDA)算法相结合,提出了一种可以解决小样本问题的人脸识别新算法.该算法把人脸图像经过 Gabor 小波变换后得到的每个输出图像都看成是独立的样本,使得每类人脸样本的样本数成倍增加.然后采用BDLDA算法来提取人脸特征,并专门设计了针对人脸特征矩阵的最近邻分类器和最小距离分类器来进行分类判决.在 ORL 人脸库和 FERET人脸库中的实验结果表明,当每类的训练样本数较少时,该算法能大幅度提高人脸识别率,甚至当每类训练样本数仅为1时,也能得到较高的性能.     

基于奇异值特征和支持向量机的人脸识别

针对人脸识别中经常遇到的"小样本"和"过学习"等问题,同时为了进一步改善人脸图像的奇异值特征在人脸识别中的识别性能,提出了一种基于奇异值分解和支持向量机的人脸识别新方法.在特征提取阶段,首先对训练样本集中的每一个人脸图像矩阵进行奇异值分解,得到训练样本的奇异值特征,然后对每个样本的奇异值特征向量进行降维、归一化、奇异值向量的分量重新排列等处理.在识别阶段,运用支持向量机作为分类工具,为了提高分类能力,选取径向基函数作为支持向量机的核函数.最后在ORL人脸数据库上验证了该方法.实验结果表明,通过对奇异值特征的相关处理,提高了识别速度和正确识别率.从而证明了所提出方法的有效性,具有一定的应用价值.     

对称DLDA及其在人脸识别中的应用

针对直接线性鉴别分析(DLDA)没有有效利用人脸对称性特征,及其在人脸识别中训练样本不足的问题,依据人脸较为明显的镜像对称性,结合该特性在直接线性鉴别分析的基础上提出对称直接线性鉴别分析方法。采用镜像变换得到奇对称样本和偶对称样本,再分别提取各奇偶对称样本特征分量,最后采用最小欧氏距离进行分类。通过在ORL和YALE人脸数据库上的实验证明,该算法不仅有效利用了镜像样本,扩大了训练样本容量;而且取得了比直接线性鉴别分析更好的识别性能。     

低秩鲁棒性主成分分析的遮挡人脸识别

为了提高遮挡人脸的识别效果,提出了低秩鲁棒性主成分分析的遮挡人脸识别算法。首先采集人脸图像,并进行相应的预处理,然后采用鲁棒性主成分分析对人脸样本进行分解,并建立人脸图像训练样本和测试样本的低秩矩阵和误差矩阵,最后根据误差矩阵对人脸识别进行加权和识别,并采用经典人脸数据库进行仿真实验,结果表明,低秩鲁棒性主成分分析的遮挡人脸识别率得到显著提高,降低了遮挡人脸的误识率,具有更优的鲁棒性。     

基于局部非负矩阵分解的人脸识别

提出了一种基于局部非负矩阵分解的人脸识别方法,以单个人的训练样本集获取其人脸特征子空间,将识别图像向每一个特征子空间中进行映射及重构,在子空间内实现人脸识别。ORL标准人脸库进行的计算机仿真证实了该方法的有效性。     

改进PCA-LDA的人脸识别算法研究

针对主成分分析(PCA)未充分利用样本类别信息及线性鉴别(LDA)在小样本时识别率低的问题,提出了一种基于PCA和LDA相融合的人脸识别算法。该算法首先将输入人脸图像进行几何位置规范化和灰度分布均衡化预处理;然后利用PCA算法将人脸训练图像投影到低秩特征子空间,利用LDA算法计算类间离散度大、类内离散度小的特征子空间,从而获得PCA-LDA的人脸融合特征空间;最后将训练样本、测试样本投影至融合的特征空间,并利用最近邻准则实现对测试样本的识别。实验结果表明,该算法能够有效融合PCA和LDA的优势,提高系统识别的鲁棒性和效率。     

基于局部正脸合成和两阶段表示的三阶段人脸识别算法

基于两阶段表示的人脸识别算法（TPTSR）识别率高,并且对遮挡、噪声等干扰鲁棒,但是当人脸姿态有较大变化时,TPTSR算法的识别率会明显下降.针对这一问题,提出基于局部正脸合成和TPTSR的三阶段人脸识别算法:第一个阶段,正脸合成阶段,利用提出的正脸合成算法和视点库,将偏转角度较大的测试样本合成相应的正脸,作为新的测试样本;第二个阶段,样本筛选阶段,选择出对最新的测试样本最具表示能力的M个训练样本;第三个阶段,决策识别阶段,用这M个训练样本做人脸识别.通过与经典算法的对比实验证明,提出的3PTSR人脸识别算法能有效解决多姿态人脸识别问题.      

基于图像边缘位移的有监督的稀疏表示分类方法

稀疏表示分类算法在有监督的图像识别上有广泛的应用.该分类算法的准确度与训练样本个数有很大的关联.通常训练样本越充分,则该算法分类准确率越高,然而遇到小样本问题时,该算法分类准确率会明显降低.针对小样本问题,提出使用基于图像边缘位移的方法,得到和原始训练图像样本高度相关的新样本,达到扩充训练样本容量的目的,进而提高算法的分类准确率.同时,对于带仿射约束的稀疏表示分类算法,也可以经过图像边缘位移方法来提高分类准确率.实验结果证明,所用方法能够取得较好的图像识别效果.     

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%.     

图像数据库的智能检索

提出了以人工智能思想为指导的图像数据库的智能检索方法,它利用模式识别技术和图像处理技术,同时考虑启发性知识。该方法用图像特征向量代表图像并进行聚类分析以建立图像库的检索树,应用最佳优先搜索方法在检索树上找出用户满意的图像。     

基于距离度量学习的SAR图像识别方法

针对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像样本数据有限,且不同类别间的图像区分度不高导致识别困难的问题,提出一种应用于SAR图像识别的距离度量学习方法.该方法使用CNN网络得到图像的特征分布,利用LSTM网络加强图像间的关联性,基于余弦相似距离度量方法计算图像之间的匹配度,通过注意力机制后对结果进行分类.训练过程结合小样本学习的训练方式,采取预训练的策略进行实验.实验以公开的MSTAR数据集进行SAR图像识别,结果表明该方法准确率达到99.3%,比SVM方法提升2.5%.      

基于元学习的小样本调制识别算法

针对基于深度学习的调制识别算法对带标签样本需求量过大的问题,采用基于元学习思想的多任务训练策略,通过大量不同的任务训练网络来获取一种跨任务的信号识别能力,使得网络在面对新信号类别时仅需少量样本就能快速适应。为更全面地提取信号样本的特征,设计了一种由卷积神经网络和长短时记忆网络并联组成的混合特征并行网络,通过度量样本特征向量间距离的方式完成识别任务;并引入可同时考虑信号类内与类间距离的联合损失函数,以使信号样本特征在度量空间内的分布能更加紧凑,从而实现更高效的相似性比对。实验结果表明,该算法在仅有5个带标签信号样本条件下最高可达到88.43%的识别准确率。     

基于光谱特征的玉米品种高光谱图像识别

为了对玉米种子进行无损识别分类,对玉米种子的高光谱图像的光谱信息进行分析,探索高光谱图像技术在玉米种子识别分类上的可行性。利用波长范围为400～1 000 nm的高光谱图像采集系统采集11类共528粒玉米样本的高光谱图像;在每个玉米样本上提取感兴趣区域并获取此区域的平均光谱信息,对光谱曲线进行分析,去除12个奇异样本;结合偏最小二乘判别分析法对所选玉米种子样本识别分类。实验结果表明,在所选玉米样本的识别中训练集样本的识别精度可以达到99.22%,测试集样本的识别精度也达到了94.66%。研究结果表明,不同种类的玉米种子的光谱信息具有一定的差异性,利用高光谱图像技术提取其光谱信息对玉米种子品种进行无损识别分类是可行的。     

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。     

高光谱遥感图像特征提取及分类研究——基于离散余弦变换(DCT)及支撑向量机技术

高光谱遥感图像具有波谱连续，维数高的特点．当样本较少时，在原始特征空间采用传统的统计识别方法分类达不到理想的效果．经研究发现有两种方法可以解决小样本高维的非线性分类问题．一是将原始空间通过离散余弦变换（DCT）压缩到低维空间，再用统计识别方法分类；二是利用支撑向量机的内积函数，将原始空间映射到高维空间，使其在新的特征空间线性分类．实验表明，这两种方法比利用马氏距离判别法直接对原始图像分类有更好的分类效果．