结合过完备字典与PCA的小样本语音情感识别方法

针对稀疏表示识别方法需要大量样本训练过完备字典且特征冗余度较高的问题,提出了结合过完备字典学习与PCA降维的小样本语音情感识别算法.该方法首先用PCA降维方法将特征降维,再将处理后的特征用于过完备字典训练与稀疏表示识别方法,从而给出了语音情感特征的稀疏表示方法,并确定了新算法的具体步骤.为验证其有效性,在同等特征维数下,将方法与BP、SVM进行比较,并对比、分析语音情感特征稀疏化前后对语音情感识别率、时间效率以及空间效率的影响.试验结果表明,所提出方法的识别率比SVM与BP高;与采用稀疏化前的特征相比,稀疏化后的特征向量更便于处理,平均识别率提高约15%,时间效率提高近原来的1/2,空间效率提升近原来的1/3.     

隐式低秩表示联合稀疏表示的人脸识别方法

针对人脸识别中存在的遮挡、阴影、反光等不同程度的数据破坏以及训练样本不充足导致识别率低的问题,提出一种基于隐式低秩表示联合稀疏表示(LatLRR_SRC,Latent Low-Rank Representation Sparse Representation Classification)的人脸识别方法.该方法首先采用隐式低秩表示(LatLRR,Latent Low-Rank Representation)算法将训练样本矩阵分解为两个低秩逼近矩阵和一个稀疏误差矩阵.然后将低秩逼近矩阵和稀疏误差矩阵联合构成完备字典,并用K-SVD算法对字典进行学习,得到测试样本在学习后字典下的稀疏表示.最后对测试样本利用上述隐式低秩表示分解的三部分的稀疏逼近计算残差,完成测试样本的分类识别.在Extend YaleB和CMU PIE人脸数据上的实验结果表明,基于LatLRR_SRC的人脸识别方法具有较高的识别率和稳定性.     

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。     

基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别

针对人脸图像复杂环境变化,提出了一种基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别算法。算法首先通过协同表示计算重构样本与测试样本之间的残差,根据残差选取与测试样本临近的训练样本组成新的字典;然后在该字典上通过鲁棒PCA依次进行低秩误差分解,并计算误差矩阵的平滑性、稀疏性;最后联合协同表示的残差以及低秩分解中的平滑性和稀疏性构建判别准则进行人脸图像的分类识别;在ORL、AR等人脸库的实验表明:基于正则化协同表示的鲁棒PCA人脸识别算法不仅能够在复杂环境变化下取得良好的识别性能,而且保持了协同表示的优势,大大减少运行时间。     

基于Metaface字典学习与核稀疏表示的人脸识别方法

完备的稀疏表示方法近年来应用在人脸识别中并取得较好的结果,它可以仅利用样本的随机投影完成对测试样本的识别。在实际应用中,由于受光照、遮挡等因素的影响,测试样本并不能通过训练样本的线性组合得到很好的稀疏重构。本文提出了基于Metaface字典学习与核稀疏表示的人脸识别方法,借助核技巧,将数据样本和字典集映射到高维的未知空间,以解决特征的非线性相似问题。在核空间对数据样本进行稀疏重构,得到数据在核空间的一种简洁的稀疏表达方式从而提高识别率,而Metaface字典学习框架的引入可以得到更加精炼的字典,从全局上提高识别率。通过在ORL人脸库、Yale人脸库和AR人脸库的实验表明,同等情况下,本文提出的方法优于PCA,SVM,SRC等方法,进一步提高了人脸识别率,具有较好的应用价值。     

一种鉴别稀疏局部保持投影的人脸识别算法

为解决鉴别稀疏邻域保持嵌入(DSNPE)算法中类间离散度构造复杂的问题,提出了一个新的维数约简算法即鉴别稀疏局部保持投影的人脸识别算法(DSLPP)。首先利用样本集中各类样本的平均向量构造字典,通过保持各类样本平均向量的稀疏重构关系,提出一个新的无参数类间离散度;再通过同时最大化类间离散度和同时最小化类内紧凑度的准则来寻找最优投影方向;最后采用最近邻分类器进行人脸分类识别。由于所采用的类间离散度最大限度地扩大了不同类别中样本之间的差异,因此DSLPP算法具有更强的类间判别力,其识别率得到了明显提高;此外,字典的简化构造降低了算法的计算复杂度。在Yale、UMIST和AR人脸库上的实验结果表明:DSLPP算法在Yale、UMIST库上的平均识别率及AR库上的最高识别率分别达83.38%、95.72%和83.71%,较其他传统方法的识别率有明显提高;在UMIST库上的实验结果表明,DSLPP算法较DSNPE算法的平均计算时间减少了81.7%。     

基于多样本字典的单音符实时稳健识别算法

在时域线性叠加识别法原理的基础上,提出多样本字典、多样本字典后处理等技术,这些技术克服了单样本字典中单输入对应单输出权重系数α,导致正确识别帧数少,从而引起结果可靠性降低的缺点,提高了音符识别正确率和稳健度。经实验验证,本文音符识别算法与单样本字典识别法相比,识别率提高了3%,稳健度提高近2倍(尤其对于高八度区音符识别稳健度更高),实现了对输入单音符音频实时、准确的识别。     

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。     

采用遗传算法的分层贪婪字典训练算法

针对稀疏表示残差过大的问题,提出了采用遗传算法的分层贪婪字典训练算法.该算法首先将数据样本变成一维信号,然后将问题划分为若干个子问题,采用贪婪算法思想分层训练字典.为了以一定概率寻找到每一层字典的最优值,使用遗传算法来训练每一层字典,最后将每层字典级联作为最终的字典.在训练每一层字典时,先采用号码矩阵对样本的分类进行表示,然后以平均低秩逼近的残差能量作为衡量适应度的参数,以联赛选择的方式选出优胜个体,通过单点交叉和变异方法产生新的个体.对二值序列的稀疏表示信号重建的实验结果表明,该算法在训练样本量较小的情况下,与传统的核奇异值分解算法相比,训练得到的字典在同样的稀疏度约束下重建信噪比提高了10倍以上.     

基于空谱融合与协同表示的高光谱图像分类算法

高光谱图像光谱带间相似度高且存在大量高维非线性样本,传统的基于表示的分类方法无法对同一波段下的不同样本做出有效区分且会造成维数灾难,最终影响分类性能.提出一种空谱融合与协同表示的高光谱分类算法.通过交替学习空间和光谱特征构建具有判别性的特征字典,并用于空间感知协同表示.在分类过程中,计算特征字典与测试样本之间的相关系数...     

基于主成分初始化与双字典学习的图像分类方法

为解决字典学习训练测试消耗时间过长、迭代次数多、识别率及计算效率不高的问题,本文提出一种基于主成分初始化的双字典学习方法,将PCA方法引入双字典学习模型,通过对每类样本矩阵奇异值分解,保留样本95%的主成分作为双字典学习的初始子字典,以此充分利用已有样本的全局信息,并减少字典学习的迭代次数.在扩展的Yale B、AR数据库和手写数字字符集MNIST库上的分类实验表明,相对其他分类方法,本文方法大大减少了训练和测试时间,并提高了识别率.     

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K近邻字典的协同表示高光谱图像分类方法

近年来基于协同表示的分类方法在高光谱图像分类领域取得很大的成功.但在重建测试样本时,由于用全部训练样本充当字典,导致一些差别较大的样本参与表示,不仅影响分类的精确度,还浪费分类时间.在实施空-谱联合后,用K近邻对重构字典做出二次选择,并参照最近正则子空间的做法提出基于K近邻字典的协同表示分类器.通过在两个基准HSI数据集上的实验证明,所提分类器既提高了分类精度,还节省了分类时间,特别对小样本类别的分类效果改善更明显.     

基于分块加权LBP向量和解析字典的协同表达分类

传统协同表达分类(CRC)算法因直接使用原始样本构造非传统字典,容易受到样本维度、光照和姿态变化等因素的影响。该文在协同表达框架基础上,提出了一种新的利用分块加权局部二值特征(LBP)直方图向量构造解析字典的协同表达人脸分类方法。首先通过分块加权方法优化LBP算子提取的纹理特征,然后采用解析字典学习方法将样本数据投影到稀疏系数空间,并使用协同表达方法重构测试样本,完成样本分类。与已有算法相比,该文算法的实验结果较好。ORL和LFW数据库上的实验结果证明了该文方法的有效性。     

联合稀疏表示和总变分正则化的超分辨率重建方法

为提高基于稀疏表示的图像超分辨率重建的质量,该文提出了联合稀疏表示与总变分正则化的超分辨率重建算法。首先,在字典训练阶段,从具有相似统计特征的训练图片中获取图像块,作为训练字典的样本,并用K-SVD算法进行字典训练,得到高、低分辨率的字典。在稀疏编码阶段,根据局部稀疏编码模型求解出低分辨图像的稀疏表示系数,再利用稀疏表示系数和高分辨率字典对输入低分辨率图像进行重建,得到高分辨率图像。最后,将重建得到的高分辨率图像进行总变分正则化优化,进一步提高重建效果。仿真实验结果表明,该算法在客观评价指标和主观视觉效果上,图像质量都有明显提高。     

基于步态高斯图及稀疏表示的步态识别

为了突出步态特征的差异性,解决单一视角及跨视角下识别率低的问题,分析了步态高斯图及稀疏表示的原理,提出在步态高斯图的基础上,应用稀疏表示的方法来进行分类。提取的步态高斯图增加了不同人步态的差异性进而提高了步态识别率。该方法首先获取步态高斯图,其次获取测试阶段所需的过完备字典,最后通过测试样本的重构误差进而分类。实验结果表明:该方法显著提高了跨视角下的步态识别率,对穿大衣、携带背包下的步态识别具有很强的鲁棒性。     

字典原子优化的图像稀疏表示及其应用

为了提高图像稀疏表示性能,提出了一种有效的结构化字典图像稀疏表示方法.针对过完备字典构造和稀疏分解中原子筛选问题,提出了一种基于灰色关联度的字典原子筛选和结构聚类方案.首先,对测试图像分块处理,利用块作为原子样本;然后,计算原子间的灰色关联度,并设置原子灰色关联度的筛选准则;最后,利用结构特征对原子聚类,构造图像稀疏字典.算法利用灰色关联度选择表征能力强的原子,提高字典的表征能力,缓解了传统字典设计对原子个数的依赖;同时,降低了算法的复杂度.将该方法得到的字典用于图像去噪,结果表明,视觉效果明显优于同类算法,峰值信噪比提高2 dB左右,且算法复杂度显著降低.     

改进的鉴别稀疏保持投影人脸识别算法

为了解决判别稀疏邻域保持嵌入(DSNPE)算法中时间复杂度偏高的问题,构造了一种新类间离散度.用各类样本的平均向量组成过完备字典去重构表达每一类的平均向量,然后通过最大间距准则(MMC)构造新的目标函数,更好地展现人脸样本数据库类间的差异,增强了类间判别力和鲁棒性,简化了字典和字典表达,降低算法复杂度.实验结果表明:改进后的算法在保持识别率优势的前提下,极大地减少了识别时间.     

一种基于协同训练半监督的分类算法

为提高少量样本情况下分类器的性能,提出一种基于多分类器协同的半监督样本选择方法,利用未标注样本实现样本增强,提高分类器泛化能力.依靠多分类器的互相监督和多分类器标签一致的原理,将已标记样本作为训练集,利用SVM和RF两个分类器协同训练,多分类器的类别标签和确定度值作为约束条件,从未标记样本集中筛选出最有代表性的样本构成增强样本集,以准确率为评价标准,验证本算法对分类器泛化性能的影响.本算法在手写数字数据集(Mnist字符库)和Landsat土壤数据集上测试,实验结果表明相比少量原始训练样本构建的分类器,增强样本构建分类器预测的全部类别准确率都得到提升.两个数据集的总体准确率分别提升5.97%和7.02%,Mnist数据集中数字5这类准确率提升最高(提升11.9%,从79.3%到91.2%),Landsat土壤数据集中土壤3这一类准确率提升最明显(提升15.8%,从73.5%到89.3%),结果证明了该算法显著提高了分类器的泛化性能.同时与经典的KNN、Co-training和Co-forest算法对比,所提出的算法能够最大限度地利用未标记样本信息,具有最好的精度表现,证明了该研究提出算法的优越性.     

基于特征参数稀疏表示的SAR图像目标识别

通过对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像的统计特性分析,提出一种基于特征参数稀疏表示的SAR图像目标识别算法,有效地解决了图像域稀疏表示识别算法存在的高维问题。由低维高精度的广义二维主分量特征构成过完备字典,基于Fisher线性判别准则对该字典进行学习优化,使得类内更紧凑,类间更分开,同时降低了稀疏求解的复杂度。求解测试样本在优化字典下的稀疏表示系数,根据系数矢量的能量特征完成分类识别。MSTAR（moving and stationany target acquisition and recognition）实测SAR图像数据实验的结果表明,该方法稀疏求解复杂度低,并且只需简单的SAR图像预处理即可有效地提高识别的准确率和速度