基于大间隔编码的空间非负矩阵分解

虽然基于局部的表示方法在图像处理中具有很好的鲁棒性,但非负矩阵分解只有隐式局部约束,导致分解不唯一和基图像不够局部.另外,局部性与判别性作为样本表示的重要性质几乎没有在非负矩阵分解中被同时考虑过.为此,文中提出了基于大间隔编码的空间非负矩阵分解,将图像数据看作像素构成的二维网络,借鉴网络中的知识将空间信息嵌入基图像,不但施加了显式的局部约束,而且能够弥补数据向量化损失的空间信息.同时,利用大间隔约束学到的额外一维空间平衡重建误差和判别性约束对基图像的影响.在AR数据库和扩展的Yale B数据库上的人脸识别实验结果表明,相比于非负矩阵及其他几种典型的扩展方法,基于大间隔编码的空间非负矩阵分解更加鲁棒.     

基于注意力胶囊网络的合成孔径雷达图像分类模型研究

特征提取是合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像自动识别与分类中的重要环节。由于SAR图像有相干斑噪声及几何畸变等特性,一般网络模型难以提取到有判别性的特征。为增强特征提取能力,提高分类准确率,提出将注意力机制与胶囊网络结合的一种注意力胶囊网络模型。注意力机制可聚焦寻找具有重要局部信息的特征,在图像识别过程中抑制干扰特征,定位重要特征。胶囊网络可捕捉图像中目标的位置与空间关系,使提取到的SAR图像特征含有更多便于分类的重要信息。结果表明：文中方法对SAR图像分类数据集中运动和静止目标的获取与识别(moving and stationary target acquisition and recognition, MSTAR)有显著效果。     

基于分块FLD的图像特征提取方法

提出了基于分块Fisher线性鉴别（Fisher＇s Linear Discriminant,FED）的特征提取方法,先对图像矩阵进行分块,将分块得到的子图像矩阵直接用来构造类内和类间离散度矩阵,然后利用Fisher鉴别函数取极大值时得到的最优投影方向进行图像的特征提取。分块FLD方法是二维FLD方法的推广,该方法可以提取每一单元块的局部特征,在ORL人脸库上的实验结果表明该方法在人脸识别性能方面优于二维FLD方法。     

基于灰度共生矩阵的打印文件检验研究

针对打印文件检验在公共安全应用中的需求,提出一种基于灰度共生矩阵的打印文件鉴别方法。鉴别过程包括打印文件图像采集,图像预处理,特征提取和分类判别。用自制装置采集打印文件图像,经预处理后得到单个打印字符,利用灰度共生矩阵方法对不同打印文件中的相同字符进行纹理特征提取,并采用欧氏距离分类器鉴别出源打印机。选取45台激光打印机参与测试,将打印字符的图像灰度级压缩至64级再进行特征提取,鉴别正确率达93.58%,且大幅减少了算法耗时,证明了该方法的有效性。     

SAR图像中极化散射指数和信息熵及其地表识别应用

对于合成孔径雷达(SAR)全极化散射测量与成像,推导了相干矩阵的特征值及其信息熵与同极化、交叉极化指数测量值的直接关系.从而将Mueller矩阵解、信息熵和两个极化指数组合在一起,对SAR图像作定量评估.这一理论方法应用于机载SAR图像和地面车载散射计测量数据的研究.     

基于二维局部保持鉴别分析的特征提取算法

提出了一种二维局部保持鉴别分析（Two-dimensional Locality Preserving Discriminant Analysis,2D-LPDA）特征提取算法.该算法直接对图像矩阵进行运算而不需要将矩阵转化为向量后进行运算,较好地保持了图像相邻像素之间的空间结构关系;在LPP算法的基础上,利用训练样本的类别信息计算二维类间散度矩阵和二维类内散度矩阵,并在2D-LPDA的目标函数中引入最大间距准则（Maximum Margin Criterion,MMC）,从而求得具有良好鉴别能力的投影向量,同时还避免了小样本情况下矩阵的奇异性问题.通过在ORL人脸图像库上的人脸识别和新生儿面部图像库上的疼痛表情识别实验,验证了所提出的算法的有效性.     

基于矩阵模式的局部子域最大间距判别分析

矩阵模式的Fisher线性判别准则(MatFLDA)作为近几年矩阵模式下的经典特征提取方法被广泛地加以研究和运用。然而MatFLDA方法作为全局判别准则一定程度上忽视了样本空间内在的局部结构和局部信息。在矩阵模式下,引入局部加权均值(LWM)并结合最大间距判别分析(MMC),提出一种具有局部学习能力的有监督的特征提取方法:基于矩阵模式的局部子域最大间距判别分析(Mat-LSMMC),提高了MatFLDA方法的局部学习能力,具有较强的特征提取能力。通过测试人造、真实数据集来表明所提方法的优势。     

基于模块C-2DPCA算法的人脸识别方法

提出了基于模块化完全二维主成分分析(modular C-2DPCA)算法的人脸识别方法,该方法首先对图像矩阵进行分块,将分块得到的子图像矩阵直接用于鉴别分析,由于直接基于二维子图像矩阵,能方便地降低鉴别特征的维数,在特征提取过程中可以避免使用矩阵的奇异值分解,方法简便.该方法与改进前完全二维主成分分析(C-2DPCA)方法在ORL人脸数据库上的仿真识别效果比较表明,改进后的方法在保持较高识别率的前提下鲁棒性有很大提高.     

基于局部线性嵌入的多流形学习故障诊断方法

故障样本具有复杂多样性,而不同故障类型存在于不同维数的多流形子空间中,将样本统一降维到同一维数的单流形上则不能进行高效的特征提取.提出了一种基于局部线性嵌入(Local Linear Embedding,LLE)的多流形学习(Multi-LLE)故障诊断方法,将单流形故障诊断方法扩展到多流形,首先利用Multi-LLE分别提取各故障数据集在其本征维数流形上的特征,再通过各特征向量的聚类中心与故障新样本在不同维数下的嵌入向量的距离比较,将距离最近者归为一类实现分类识别.利用转子实验故障数据对算法进行了验证,并将Multi-LLE方法与LLE和海赛局部线性嵌入(HLLE)方法进行了比较,结果表明该方法能够有效的实现故障诊断.     

人脸识别的多线性方法及改进

提出了2DNPP降维方法,该方法保留数据的本质近邻的几何特性和样本的全局几何特性。基于NPP、2DNPP以图像的原始矩阵形式处理数据,而不是先把数据转换成向量,因此在样本数小于样本维数的情况下有良好的性能表现。算法的权重矩阵的构造源于局部线性嵌入(LLE),并使用了显式映射把数据映射到降维空间,克服了LLE难于扩展到新测试样本的困难。     

基于WLLE和极坐标特征提取的叶片图像识别方法

提出一种基于WLLE和极坐标特征提取的叶片图像识别方法.该方法首先对叶片图像进行二值化并映射到极坐标下,提取高度变化率、饱和度等多个极坐标特征参数,然后利用加权局部线性嵌入算法(WLLE)对叶片图像的多维极坐标特征参数进行维数规约,最后在低维空间采用最近邻分类器完成待测叶片图像的类别判断.该方法解决了传统直角坐标下提取叶片图像特征参数计算量大,运算时间长等问题,且WLLE算法具有较好的数据降维及聚类效果.由实验结果表明,该方法不仅减少了叶片图像的识别时间,同时还大大提高了叶片图像的识别率.     

彩色分量流形特征融合的人脸识别

对人脸图像RGB彩色空间三分量的非线性流形嵌入进行了分析,提出一种结合了流形学习技术和图像彩色信息的人脸识别方法。 该方法对人脸图像的彩色三分量分别采用局部线性嵌入（LLE）方法进行特征提取,提取的特征进行归一化处理和特征融合,采用线性判别分析（LDA）增加分类判别性,最后采用k最近邻法（kNN）进行分类。 该方法中提取的特征,能够保持人脸图像数据的非线性结构,同时利用了人脸图像的彩色信息。 对比实验结果表明,利用了彩色信息的三分量流形学习特征融合方法,比Fisherface特征灰度图像和单个彩色分量的人脸识别性能有所改善。      

基于NSCT和FCM聚类的SAR图像分割

为了实现对SAR(合成孔径雷达)图像的无监督自动分割,提高分割精度和计算效率,提出了一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和模糊c均值(FCM)聚类的SAR图像分割方法.该方法首先采用一种基于NSCT的去噪算法对SAR图像进行去噪预处理,以保护细节纹理信息;然后采用保边缘灰度特征提取方法和灰度共生矩阵来提...     

一种局部保留C2DPCA人脸特征提取方法

 首先分析了主成分分析(PCA)、二维主成分分析(2DPCA)以及完全二维主成分分析(C2DPCA)存在的不足,针对PCA方法不能解决的小样本问题以及2DPCA和C2DPCA存在对所有识别信息都采用同等对待的不足,提出了局部保留的C2DPCA方法,此方法首先将人脸图像划分为5个区域,并对双眼、嘴唇和轮廓进行保留,其它部分采用降低其散列度的方式进行处理,然后再采用C2DPCA方法进行数据降维和特征提取,经过在ORL人脸数据库上实验研究表明,与C2DPCA相比在进一步降低了特征矩阵的维数的基础上又提高了识别率,并且在识别率方面优于经典的Fisherfaces和ICA方法.     

融合目标轮廓和阴影轮廓的SAR图像目标识别

针对合成孔径雷达图像目标识别问题,在基于图像成像模型分析基础上,提出了一种融合SAR目标轮廓和阴影轮廓的目标识别算法.首先提出了一种基于去控制标记符的SAR图像分割算法,得到SAR图像目标轮廓和阴影轮廓,然后用这2种轮廓融合,用傅立叶描述子将二维数据转为一维数据,最后用基于串接准则的融合算法得到识别结果,进行SAR目标识别.基于MSTAR的实验结果验证了本算法的有效性.实验结果证明:目标轮廓和阴影轮廓的结合,除反映本身包含的局部空间结构信息外,还能反映SAR目标的高度信息,较单一轮廓特征,是一种更为稳健的特征.     

基于DDNPE算法的间歇过程故障诊断

针对邻域保持嵌入(NPE)算法只通过欧氏距离挑选近邻带来的特征提取不充分导致故障诊断效果不佳的问题,将扩散距离(DD)与NPE算法相结合,提出了一种基于扩散距离的邻域保持嵌入(DDNPE)算法的故障诊断新方法.该方法首先发掘嵌入在原始高维数据的内在流行结构,进行数据降维,然后通过学习原始数据的潜在几何结构提取本征信息,并保持数据流行上的局部结构不变,避免了NPE算法只通过欧式距离挑选邻域带来的特征提取不充分的问题,最后利用T²和SPE统计量检测故障,并用变量贡献图法诊断出故障变量.通过青霉素发酵过程仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于随机投影的正交判别流形学习算法

提出一种基于流形距离的局部线性嵌入算法,以流形距离测度数据间的相似度,选择各样本点的近邻域,解决了欧氏距离作为相似性度量时对邻域参数的敏感性.在MDLLE算法中引入最大边缘准则(maximum margin criterion,MMC)来构建最优平移缩放模型,使得算法在保持LLE局部几何结构的同时,具有MMC准则判别能力.通过正交化低维特征向量可消除降维过程中的噪声影响,进而提高算法的监督判别能力.由实验结果得到,所提出的方法具有良好的降维效果,能有效避免局部降维算法对邻域参数的敏感.随机投影独立于原始高维数据,将高维数据映射到一个行单位化的随机变换矩阵的低维空间中,维持映射与原始数据的紧密关系,从理论上分析证明了在流形学习算法中采用随机投影可以高概率保证在低维空间保持高维数据信息.     

基于小波支持向量机分割的SAR图像桥梁目标检测

针对SAR图像中桥梁和水域的统计特性,提出了基于小波支持向量机分割与先验知识相结合的桥梁目标检测方法.通过对SAR图像中桥梁和背景的分析,首先对水域进行特征提取,再利用小波支持向量机方法对数据进行训练建模,通过模型对SAR图像中的河流进行分割,最后在分类后的二值图中按方向累加能量最小准则进行桥梁目标检测.基于真实SAR图像的实验结果显示,此方法不需对SAR图像进行复杂的预处理,有强的抗斑点噪声性,能快速、准确地检测SAR图像中的桥梁目标.     

结合多尺度特征和多维注意力的人脸风格转换

针对StarGANv2模型生成的人脸图像存在风格重建效果不佳、人脸纹理不够自然等现象,该文提出结合多尺度特征和多维注意力的人脸风格转换模型.1)将多尺度特征融合模块PSConv嵌入StarGANv2生成器内,提高了模型对图像特征的提取能力;2)提出了多维注意力模块MDConv,并将该模块嵌入StarGANv2判别器内,从而提高了模型对真假人脸图像的判别能力.与StarGANv2方法在CelebA-HQ数据集上进行对比实验的结果表明：该方法生成的人脸图像风格更美观,纹理细节更自然,学习感知图像相似度(LPIPS)的值也得到了提升.     

基于核主元分析和局部保持投影的手背静脉识别

为了保持手背静脉空间的局部结构,运用局部保持投影(LPP)方法进行手背静脉识别.但是对于小样本图像识别,LPP中的特征方程矩阵通常存在奇异性.为了解决这个问题,提出首先利用核主元分析(KPCA)降低手背静脉空间的维数,再对低维图像应用LPP提取局部特征.对已有手背静脉图像库进行测试,实验结果表明,与传统的PCA和PCA+LPP相比,该方法大大提高了系统的识别率,而且特征提取时间为2.6 s,满足实时系统的要求.