边界监督多重集典型相关分析

多重集典型相关分析(multiset canonical correlation analysis,MCCA)仅仅考虑了多组数据间的相关性信息,不能有效地反映样本数据的几何结构与鉴别信息,因此为了解决这个问题,首先在LDA思想的启发下,构建了监督多重集典型相关分析(supervised multiset canonical correlation analysis,SMCC)的理论框架,并以此为基础,结合边界Fisher分析(marginal fisher analysis,MFA),提出了边界监督多重集典型相关分析(marginal SMCC,MSMCC).该算法的基本思想是在最大化数据相关性的同时,还要最大化组内数据的类间离散度以及最小化组内数据的类内离散度.在人脸图像与目标数据库上的实验结果验证了所提算法的有效性.     

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.     

基于非负稀疏表示的标签繁殖算法

提出了一种基于非负稀疏表示(nonnegative sparse representation,NSR)的半监督学习标签传播算法.该算法首先构造一个稀疏概率图(sparse probability graph,SPG),其权重由非负稀疏表示算法计算的非负系数组成,自然地反映了各样本之间的聚类关系,避免了传统半监督学习算法中的邻居选择和参数设置过程;然后通过对未标记样本的标签进行迭代繁殖至收敛而获得所有样本的标签.在人脸识别、物体识别、UCI机器学习和TDT文本数据集上的实验结果表明采用非负稀疏表示的标签传播算法比典型的标签繁殖算法具有更好的分类准确率.     

利用深度玻尔兹曼机与典型相关分析的自动图像标注算法

提出一种基于深度玻尔兹曼机与典型相关分析的自动图像标注算法(DBM-CCA)。该算法利用深度玻尔兹曼机实现图像与文本的低层次特征向稀疏高层次抽象概念的转变,并通过典型相关分析建立子空间映射关系以实现标注词汇的生成。首先在深度玻尔兹曼机提取图像与文本高层特征过程中,选用伯努利分布和高斯分布分别拟合标注词汇和图像特征,然后在图像与标注词汇高层特征形成的典型变量空间内计算待标注图像与训练集图像的马氏距离并据此加权计算得到高层标注词汇特征,最后由平均场估计生成图像标注词汇。实验结果表明,所提算法对图像的标注准确率改善较好,与经典的基于监督的多类标签方法和多重伯努利相关模型相比,在Corel5K实验中平均查准率和查全查准均率分别提高了10%和5%。     

采用非相关字典学习的滚动轴承故障诊断方法

针对轴承振动信号中早期故障特征难以识别的问题,提出了利用非相关字典学习稀疏提取微弱冲击特征,进而完成故障诊断的方法。字典的构造是影响稀疏表示算法性能的关键步骤,而传统字典学习方法构造的冗余字典,原子之间具有很强的相关性,不足以表现信号不同的结构特性,也不利于信号准确稀疏重构,进而影响了冲击故障特征信号的提取。因此,在K均值奇异值分解算法(K-SVD)的基础上加入了原子解相关的步骤,形成了非相关字典学习算法(INK-SVD)。采用INK-SVD算法在含噪振动信号段样本中,学习构造低相关性自适应字典;在此基础上,利用稀疏表示方法准确提取冲击故障特征,从而实现更准确的轴承故障诊断。通过仿真分析及实验数据分析,与传统字典学习方法相比,该方法稀疏系数恢复精确度更高,重构信号的包络解调谱更有利于故障特征的辨识,从而验证了该方法的有效性。     

基于自表示和投影映射的不完整多视图聚类

针对不完整多视图聚类存在的缺陷,提出一种融合自表示和投影映射的统一框架.首先,利用自表示和样本存在指示矩阵学习一致相似图,它反映了样本间的公共相似关系;其次,利用投影映射将样本矩阵投影到超球面上,得到公共低维表示;最后,将两者通过谱表示嵌入在一起,解决了因多视图数据缺失引起的不完整多视图聚类问题.该算法在真实数据集上的实验结果优于其他算法,证明了算法的有效性.     

基于低秩约束和字典学习的图像超分辨率重建

基于学习的超分辨率重建算法通过对图像的整体信息学习进行重建,没有对图像的内部结构信息特征进行分解考虑.基于图像的低秩稀疏分解理论,本文提出一种新的图像超分辨率重建算法.在研究图像矩阵的低秩部分与稀疏部分信息特征的基础上,结合图像自身蕴含的先验信息,本文分两步对图像恢复重建.首先,将图像的非局部自相似性先验信息引入图像的基本重建模型.在该模型下利用相似图像块矩阵的天然低秩性约束得到初始估计高分辨率图像.第二步,提出一种改进的字典学习算法恢复出初始估计高分辨率图像中缺失的高频成份信息,获得最终的高分辨率图像.为了使高频成份得到更好的恢复,在字典学习样本集的构建阶段应用了一种基于低秩稀疏分解理论的样本集构建方法.实验分析表明,本文提出的算法与现有主流算法相比,在主观视觉效果和客观性能分析上都能显示出更好的优越性.     

融合数据分布特征的多视图典型相关分析

典型相关分析CCA是一种经典的特征提取方法,该方法找到的投影方向满足两视图数据集之间的相关性最大,该方法在生产实践中广泛应用,但当面对多视图数据时便无能为力。鉴于此,研究人员提出多视图相关分析MCCA,MCCA为每个视图找到一组投影方向,并保证投影后的视图数据集之间的相关性最大,该方法有效地拓展了CCA的适用范围。但MCCA在特征提取时,并未考虑数据的分布性状,因而,其工作效率有待于进一步提升,基此提出融合数据分布特征的多视图典型相关分析MCCA-DD,该方法引入类间离散度和类内离散度,用以表征数据的分布性状,以期提高MCCA的特征提取效率。从学生体测成绩数据集和多特征手写体数据集上的比较实验表明:与典型相关分析CCA、多视图相关分析MCCA等特征提取方法相比,MCCA-DD具有更优的特征提取效率。     

改进的两阶段协作稀疏表示分类器

稀疏表示的分类器(Sparse Representation-based Classifier,SRC)利用全部的训练集进行训练来得到一个完备基,这使其时间复杂度增长,同时,稀疏表示算法过分强调稀疏项对于分类的作用而忽略了类别之间的协作稀疏表示对于分类的影响。针对这个问题,本文在徐勇等人提出的TPTSR(Two-Phase Test Sample Sparse Representation)算法的基础上提出了一种改进算法,即改进的两阶段协作稀疏表示分类器(Improved Two-Phase Collaborative Sparse Representation Classifier,ITPCSRC),该算法尝试通过寻找一个具有与测试样本关联性最大而且又满足SRC关于训练样本基本假设的完备基来对测试样本进行协作的稀疏表示。本方法在ORL人脸库、Yale人脸库和AR人脸库上进行实验,并与目前最新的基于稀疏表示改进的分类器算法相比,ITPCSRC算法识别率得到了显著提高。     

基于主元分析和线性判别分析降维的稀疏表示分类

为解决传统的稀疏表示分类(SRC)算法在小样本人脸识别过程中的过大时间开销问题,该文提出2种基于降维的SRC算法。扩展主元分析(EPCA)算法利用PCA算法构造约束优化稀疏模型,对测试样本进行线性表示,通过比较测试样本和每类训练样本的重构PCA系数进行决策分类。EPCA+线性判别分析(EPCA+LDA)算法在EPCA算法的基础上增加LDA约束模型,提高重构样本的稀疏表示的鉴别性。将该文算法应用于AR和FERET人脸数据库,与扩展SRC(ESRC)、SRC、SRC_PCA、协同表达分类(CRC)算法相比,该文算法有较高的识别率和较低的时间复杂度。将EPCA算法和EPCA+LDA算法应用于FETET数据集,识别率分别为61.46%和59.17%,运行时间分别为383.02 s和220.62 s。     

利用特征信息的加权典型相关分析算法

典型相关分析（canonical correlation analysis,CCA）是一种寻求同一对象的2组变量之间最大相关性的多元统计方法,通过线性组合各组特征提取出对应的典型相关特征。但在简单地线性组合各组特征时,传统的CCA并未考虑特征的本征属性信息,无法区分主要特征和次要特征。充分运用特征本身的方差信息和提取后的典型相关信息,提出一种利用特征信息的加权典型相关分析（weighted canonical correlation analysis,WCCA）。一方面,利用方差信息对原始特征进行加权处理,使得原始特征的重要性更加具有区分度;另一方面,利用典型相关性对提取后的特征进行加权处理,既进一步增强了特征的主次关系,又保留了小相关性的特征信息。综合这2方面的特征信息,WCCA提取后的特征在分类和识别上更具有表现力。在ORL和AR人脸数据库以及对象识别数据库COIL20上的实验结果验证了该方法的有效性。     

基于CCA的增强线性鉴别分析

为了有效地融合Fisher线性鉴别分析与最大散度差鉴别分析所抽取的特征,得到更加全面反映原始样本的鉴别特征集,提出了基于典型相关分析的增强线性鉴别分析方法.利用Fisher线性鉴别分析和最大散度差鉴别分析方法提取两组鉴别特征,根据典型相关分析对这两组特征进行融合,获得更具鉴别力的典型鉴别特征.经过ORL标准人脸库实验,验证了所提算法的有效性.     

基于特征融合的KLPCCA及其在人脸识别中的应用

对发掘人脸图像中的高维非线性结构,将加核及典型相关分析两种思想同时引入局部保留投影算法中,提出了一种新的基于核的局部保持典型相关分析（Kemel base Locality Preserving Canonical Correction Analvsis,KLPCCA）非线性子空间人脸识别算法并给出了其推导过程。算法首先利用核的方法提取人脸图像中的非线性信息,然后通过局部保持投影算法做一线性映射,从而更简单准确的进行人脸识别。在ORL上的试验证明了该文所提算法的有效性。     

模糊标号典型相关分析及其在人脸识别中应用

把样本分布信息融于特征提取过程将有助于提高特征的分类能力.利用模糊隶属度概念,提出一种基于模糊标号典型相关分析的特征提取新方法.构造模糊标号刻画样本的分布情况,并将其与典型相关分析结合,能提取综合灰度信息和分布信息的有效判别特征.此外,针对样本不足导致的小特征值包含较多干扰信息的问题,基于矩阵理论及双空间分析思想,进一步提出双空间模糊标号典型相关分析算法,缓解了过小特征值对算法性能的影响.在ORL和组合人脸数据库上的实验结果表明新特征具有良好的分类能力,证实了所提算法的有效性及应用价值.     

结合改进韦伯算子和加权稀疏表示的指静脉识别

为了在拓扑结构简单的指静脉图像上提取更完整的纹理信息并提高识别效率,提出一种从粗到细的指静脉识别算法.在粗识别阶段,利用测试样本与每类中的一个样本之间的相似性,排除冗余训练类;在精识别阶段,引入Gabor进行图像表示,更清楚地描述图像纹理的局部空间尺度特征和方向特征;将韦伯局部圆梯度模式(We-ber local ci...     

基于KCCA的特征匹配方法

特征匹配问题是计算机视觉和模式识别中一个关键步骤,在很多领域都有着重要的应用。借助核典型相关分析思想,提出了一种基于空间相关性的特征匹配方法,该方法通过核典型相关分析,将特征点集投影到核空间中,并将投影向量作为匹配特征,根据投影向量之间的相似性进行匹配。仿真实验结果表明,该算法优于基于谱分解的特征匹配算法,在图像含有噪声和存在结构误差的情况下,算法具有较高的匹配率。     

基于KCCA的特征融合方法及人耳人脸多模态识别

鉴于人耳和人脸特殊的生理位置关系,本文从非打扰识别的角度出发,提出一种基于人耳人脸的多模态生物特征识别技术。首先仅采集侧面人脸图像,然后将核方法引入到典型相关分析(CCA)中,提出基于核CCA的特征融合方法,抽取两组特征矢量的非线性典型相关特征构成有效鉴别特征矢量用于识别,并应用其提取人耳人脸的关联特征进行个体的分类识别。实验结果验证了基于KCCA特征融合方法的有效性;此外,与单一的人耳或侧面人脸特征体识别比较,基于人耳和人脸融合的多模态生物特征识别性能得到提高,这为非打扰生物特征识别提供了一条有效的途径。     

运用灰色关联度的仪表数字字符识别

针对仪表数字字符图像识别中存在角度倾斜和非整字的不确定因素,提出一种基于灰色关联度的仪表数字字符识别方法.通过构建硬度特征序列,将字符特征信息中的不确定信息当作"灰信息",利用灰色理论中的灰色关联分析法,分析待测字符特征序列和训练集样本的特征序列之间的相关程度,将最大关联度对应的样本字符作为识读结果.实验结果表明,该算...     

基于改进随机森林的电力系统暂态稳定评估

针对传统基于机器学习的电力系统暂态稳定评估方法存在准确率偏低和泛化能力不足的问题,提出了一种基于特征选择和改进随机森林的在线暂态稳定评估方法.首先,通过最大化联合互信息挖掘电网运行数据之间的相关性,筛选出具有代表性的关键特征子集;然后,考虑到电力系统数据库中稳定样本与失稳样本之间的类别不平衡问题,通过改进bootstr...     

基于四元数的彩色人脸识别

为充分挖掘人脸模式样本之间的鉴别信息、强化不同样本之间的区分性,以利于增强识别系统鲁棒性、提高人脸正确识别率,提出一种新颖的基于四元数的彩色人脸识别算法．将定义于实数域的PcA方法以及Fisher鉴别分析法向四元数体作合理推广,得到定义于体上的广义主成分分析方法及广义线性鉴别分析法,将这2种方法用于彩色人脸识别,从而得到全新的识别算法．该算法巧妙地将彩色像素的R、G、B3个分量结合在一起,从数学上有机融合具有丰富鉴别信息的肤色成分以及反映人脸轮廓形状信息的灰度成分,较传统仅利用灰度信息的识别方法,具有更稳定的性能以及更高的正确识别率．提出的关于共轭四元数矩阵正交特征矢量集的获取方法,数学上有详细的推导证明,该方法在理论上合理,同时在自己建立的彩色人脸库上进行的实验表明,该方法可行且实用．