基于半监督学习的最大间距准则人脸识别

针对人脸识别中不能同时利用标记样本和无标记样本的问题,提出了一种具有半监督学习的最大间距准则人脸特征提取方法.算法把无监督判别投影的局部和非局部散度矩阵引入到最大间距准则方法中.在ORL和Yale人脸库上的实验结果表明,本方法不但充分利用了有判别信息的标记样本和大量无标记样本,而且更好地发挥了最大间距准则算法的优点,有效地提高了人脸识别率.     

基于特征线子空间嵌入的非线性特征提取方法

针对最近特征线子空间特征提取方法中所存在的问题,结合最大间距判别分析,提出一种具有一定局部学习能力的、有监督的非线性特征提取方法：基于特征线子空间嵌入的非线性特征提取方法,即该特征提取方法不但能克服特征线方法所存在的小样本问题,同时能一定程度上提高其处理非线性数据的能力.通过在数据库上进行实验,结果表明该方法具有优势.     

一种改进的最大间距准则人脸识别方法

针对最大间距准则在人脸特征提取过程中的不足,提出一种统计不相关的加权最大间距准则人脸特征提取方法。首先对最大间距准则的类间散度矩阵和类内散度矩阵加乘权函数。然后在准则函数中利用双参数调节类间散度和类内散度对特征抽取的影响力。最后通过Schmidt正交化得到统计不相关的最佳鉴别矢量集。在ORL和Yale人脸图像库上的仿真实验结果表明,克服了最大间距准则的缺点,提高了人脸识别率。     

二维线性大间距判别分析及其在步态识别中的应用

提出一种二维线性大间距判别分析(Two dimensional linear maximum margin discriminant analysis,2DLMMDA)的投影算法。该算法一方面采用了有效且稳定的大间距优化准则,引入了Laplacian矩阵,保持了特征矩阵的流形结构,且优化域为Laplacian类间散度与Laplacian类内散度之差,能克服Fisher准则带来的小样本问题;另一方面,采用了具有监督信息的判别分析,大大地提高了识别率。为了验证所提出的算法对特征提取的有效性,选择最近邻分类器进行特征分类,最后通过在CASIA(B)步态库上实验。实验结果表明,文中提出的算法具有更高的识别率和识别速度。     

最大间距准则框架下的多流形局部图嵌入(MLGE/MMC)算法

主要针对局部图嵌入(Locally Graph Embedding,LGE)算法在训练样本偏少时进行特征提取,会产生识别精度不高情况,通过引入多流形思想,结合LGE和最大间距准则(Maximum Marginal Criterion,MMC)算法,提出了一种最新的特征提取算法——最大间距准则框架下的多流形局部图嵌入(Multi-Manifold Locally Graph Embedding Based on Maximum Marginal Criterion,MLGE/MMC)算法.首先,该算法将每幅图像分成多幅小图像,这一幅图像分成的这些小图像在高维空间中就构成一个流形,以此类推,多幅图像就构成了多流形;其次,通过最大化多流形类间距离,同时最小化流形类内距离来寻找最佳投影矩阵,即分别构建多流形类间散度矩阵和类内散度矩阵;最后,在MMC准则框架下构造目标函数,通过拉格朗日乘子法和迭代来解决约束条件下的优化问题.在ORL,Yale及AR人脸库上的实验,验证了所提算法的有效性.     

一种基于LBP和DLDA的人耳特征提取方法

本文提出了一种新的基于局部二值模式（LBP）和直接线性判别（DLDA）的人耳特征提取方法。LBP对局部纹理信息特征的提取性能和与灰度整体变换的无关性,使得其在人耳特征提取方面具有很强的优越性。采用LBP算法与直接线性判别分析算法相结合的人耳特征提取方法在识别率方面与原始图像特征提取方法相比有明显提升。     

一种线性局部切空间判别分析算法

为了在保持数据局部几何结构不变的同时使数据分类边界最大化,提出了一种用于分类的线性局部切空间判别分析算法.该算法是改进的流形学习算法的监督版,样本的局部切空间排列矩阵确保样本低维嵌入的局部几何结构不变;基于最大边界准则的数据散度矩阵确保数据分类的类内散度最小和类间散度最大;对上述2个矩阵和进行特征分解,获得平衡的投影向量基,使样本投影后的子空间被优化.对Yale,UMIST与MIT这3个人脸数据库的实验结果表明,与现有多种经典分类方法相比,提出的算法在降维的同时提取了用于人脸识别的更有效特征,识别性能较好,具有较高的判别分析能力.     

局部保持最大间距准则在人脸识别中的应用

局部特征的产生和特征无内因损失的判别提取是人脸识别的两个重要步骤。本文介绍一种名为局部保持最大间距准则（Locality—Preserving Maximum Margin Criterion．缩写：LMMC）的线性管理图像嵌入算法用于子空间的研究,算法中定义了局部类间散布矩阵（local between—class scatter matrix）和局部类内散布矩阵（local within—classs catter matrix）,因此最终的嵌入能同时保持相邻的几何结构和提取重要的判别信息。换言之,引入恰当的权重能在局部方式提升最大间距准则（MaximumMarginCriterion,缩写：MMC）的表现。在基准数据库中的实验结果一致证明了识别效果的提高。     

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.     

基于分类概率保持的最大间距准则人脸识别方法

针对最大间距准则方法在特征提取中没有考虑原始样本的分布而执行硬分类标准的问题,提出了一种基于分类概率保持的最大间距准则人脸识别方法.首先,计算每个样本的分类概率,并且利用分类概率重新定义了样本的类内和类间散度矩阵;然后利用最大间距准则得到最优投影矩阵;最后将原始样本投影到低维特征空间,保持样本分布信息.在ORL、Yale及FERET人脸数据库上的实验表明,该方法在提高人脸识别率上是有效的.     

基于对称最大间距准则的人脸识别方法

在最大间距准则算法中引入对称性思想,提出了基于对称最大间距准则(SMMC)的人脸识别算法。该算法首先引入镜像变换,将人脸图像生成镜像图像,依据奇偶分解原理,把人脸图像分解成镜像奇、偶对称图像,然后分别对奇偶对称图像进行最大间距准则,提取所需的鉴别特征。在ORL和Yale标准人脸库上的实验结果表明,该算法通过利用镜像变换扩大了样本容量,发挥了最大间距准则算法的优点,提高了人脸识别率。     

结合MMC与BPSO优化的人脸特征提取

为了提高最大间距准则法表征人脸特征空间的能力,提出了一种融合最大间距准则和二进制粒子群优化算法的人脸识别方法。利用离散二进制粒子群算法对最大间距准则变换后的特征向量进行选择优化,获得有利于分类的最优特征子空间。在ORL和Yale标准人脸库上的实验结果表明,该方法不但降低了特征空间的维数,而且更好的发挥了最大间距准则算法的优点,提高了人脸识别的速度和精度。     

LTSA-LE: A Local Tangent Space Alignment Label Enhancement Algorithm

According to smoothness assumption, local topological structure can be shared between feature and label manifolds. This study proposes a new algorithm based on Local Tangent Space Alignment(LTSA) to implement the label enhancement process. In general, we first establish a learning model for feature extraction in label space and use a feature extraction method of LTSA to guide the reconstruction of label manifolds. Then, we establish an unconstrained optimization model based on the optimal theory presented in this paper. The model is suitable for solving problems with a large number of sample points. Finally, the experiment results show that the algorithm can effectively improve the training speed and multilabel dataset prediction accuracy.     

基于融合特征提取与 LLE 方法的表情识别

为保证所提取特征表征作用的全面性, 提出一种基于几何特征和局部纹理特征相结合的特征提取方法。 将基于主动表观模型(AAM: Active Appearance Model)特征点标记提取的几何特征和基于局部二值模式(LBP: Local Binary Pattern)提取的眼部和嘴部纹理特征进行融合, 融合后的特征经局部线性嵌入(LLE: Locally Linear Embedding)方法进行特征降维, 并使用多分类的支持向量机(SVM: Support Vector Machine)进行分类识别。 该方法分别选取 JAFFE 数据集 7 类表情和小样本数据集 Yale 的 4 类表情进行实验, 识别准确率分别达到了 98. 57%和 91. 67%, 从而证明了该方法的有效性。     

基于HOG-CSLBP与深度学习的跨年龄人脸识别算法

针对人脸识别中识别精度低的问题,提出一种基于深度学习的跨年龄人脸识别算法.该方法创新性地将方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)和中心对称局部二值模式(Center Symmetric Local Binary Pattern,CSLBPS)组合方法用于人脸图像特征提取,获得包含结构和强度信息的图像融合特征,然后使用二叉树对特征信息进行降维,降维特征作为深度信念网络的可视层输入量,弥补深度新信念网络无法达到图像局部特征要求的缺陷.通过训练好的深度网络模型对测试样本进行学习,在深度信念网络的最顶层对特征进行分类识别.实验结果表明,该方法能高精度实现人脸识别,且与其他方法比较,该方法性能优于其他方法,说明该方法具有可行性和有效性.     

基于多尺度特征提取的单目图像深度估计

在目前基于深度学习的单目图像深度估计方法中,由于网络提取特征不够充分、边缘信息丢失从而导致深度图整体精度不足。因此提出了一种基于多尺度特征提取的单目图像深度估计方法。该方法首先使用Res2Net101作为编码器,通过在单个残差块中进行通道分组,使用阶梯型卷积方式来提取更细粒度的多尺度特征,加强特征提取能力;其次使用高通滤波器提取图像中的物体边缘来保留边缘信息;最后引入结构相似性损失函数,使得网络在训练过程中更加关注图像局部区域,提高网络的特征提取能力。在NYU Depth V2室内场景深度数据集上对本文方法进行验证,实验结果表明所提方法是有效的,提升了深度图的整体精度,其均方根误差(RMSE)达到0.508,并且在阈值为1.25时的准确率达到0.875。     

基于深层迁移学习的DR胸片肺结核病灶检测

针对基于传统机器学习方法设计的DR胸片肺结核检测器存在着泛化能力不强,实际检测精度低等问题,提出了一种基于Focal Loss的深度学习检测方法Tuberculosis Neural Net(TBNN).医学图像的特殊性,存在带标注的数据量小导致无法充分训练深层网络模型等问题.该方法利用肺炎和肺结核同为呼吸道感染疾病且在DR胸片上有相似表征的特点,基于迁移学习原理训练特征提取子网络,减少肺结核胸片样本不足对模型训练造成的影响.首先在大型的肺炎胸片数据集上训练特征提取网络,以获取DR图像中丰富的深层图像语义信息,然后使用样本较少的肺结核数据集微调网络参数,并将多层卷积的输出作为TBNN分类子网络的输入,得到基于DR胸片的肺结核病灶检测模型.实验结果表明,该方法生成的检测模型在分类精度和性能上均优于基于传统机器学习的肺结核检测器.在同等训练数据量和训练周期下,模型性能高于其他采用传统数据增强方法的深层网络肺结核检测算法,且能标识病灶区域,准度上有不低于放射科阅片医生的表现.     

一种非刚性三维模型的尺度不变局部特征提取方法

提出了一种具有尺度不变性的非刚性三维模型局部特征提取方法,即基于局部多值模式的热核特征（local multilevel pattern based heat kernel signatures,LMP-HKS）.首先设计了一种适用于一维信号的基于局部多值模式的编码方法;然后通过对HKS特征的对数差分结果使用局部多值模式来计算特征直方图向量,以获得局部特征向量.该特征不仅保留了HKS特征的等距不变性、信息完备性及稳定性等优良特性,而且具有尺度不变性.与同样具有尺度不变性的SI-HKS特征相比,LMP-HKS特征对于非刚性三维模型的局部形状结构具有更强的描述能力.大量非刚性三维模型检索的实验结果验证了该局部特征的有效性.      

基于各向异性韦伯二值模式的局部特征提取算法

复杂光照场景下图像局部特征提取一直是图像处理的研究热点,针对韦伯局部描述符(WLD)简单的量化方法以及方向特征提取不足,提出了一种新的图像局部特征描述符,称为各向异性韦伯二值模式(AWLBP)。该算法中WLD算子中的差分激励分量由引入尺度参量和角度参量后改进的各向异性LOG算子来代替,方向梯度分量由局部二值模式(LBP)来代替,将二者融合生成二维AWLBP直方图,然后转化为一维直方图,最后使用KNN分类器进行分类。算法在CMUPIE人脸数据库和Pho Tex纹理图像库的大量的实验中验证了其有效性和准确性。实验结果表明,提出的图像特征提取算法在复杂光照的场景下具有很高的有效性和鲁棒性。