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《大连理工大学》 2008年
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子空间特征提取方法及其在人脸识别中的应用

刘艳艳  
【摘要】: 特征提取是模式识别研究中的最基本问题之一。对于图像识别而言,提取有效的图像特征是完成识别任务的一个关键问题。近年来,子空间方法因其计算简单、有效等特性在特征提取领域得到了广泛应用,其本质就是把原始的高维样本数据投影到一个更有利于分类的低维特征子空间。作为图像识别的重要应用,人脸识别是当前计算机模式识别领域中的一个非常活跃的研究课题,本文以人脸识别为应用背景,以子空间特征提取方法为主题进行了相关研究,论文的主要工作和贡献如下: 1.针对奇异值特征对细节描述不充分、包含有效鉴别信息不足的问题,本文将鉴别能力强的局部区域用于识别,提出了组合奇异值特征的概念,该特征具有一系列与奇异值特征类似的理想属性,并兼顾了图像的整体和局部信息,人脸识别实验证明其具有良好的识别分类能力。此外,还提出一种基于灰度形态学和灰度投影信息的人脸局部区域提取方法,该方法避免了对五官特征点的精确定位,运算简单、快速,对人脸的姿态、表情等变化不敏感,应用于组合奇异值特征提取获得了令人满意的效果。 2.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。本文通过分析图像样本的分布特点,利用模糊隶属度的概念,提出一种基于模糊标号典型相关分析的特征提取新方法,通过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,本文在研究核方法基本理论的基础上,采用核技巧将模糊标号典型相关分析拓展为非线性的形式,使其在继承线性方法所有优点的同时还能有效地提取更具鉴别力的非线性特征。人脸识别实验证实了新算法的有效性及应用价值,并从实验的角度验证了理论分析的正确性。 3.详细讨论了小样本情况下基于典型相关分析的特征提取,并针对两种现有解决方法中存在的问题提出了相应的改进算法。首先,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,提出一种双空间模糊标号典型相关分析算法,较好地缓解了过小特征值对算法性能的影响,并最大限度地保留了样本所包含的有用信息;其次,针对二维典型相关分析中类标矩阵维数较大及算法耗时过多的问题,提出一种改进的方法,该方法利用图像的频谱性质定义低维的类标矩阵,并从有利于模式分类的角度,借鉴Fisher准则构造了新的准则函数,最后利用二维主成分分析对所得特征进一步降维,得到了更具分类判别能力的低维特征。人脸识别实验验证了新算法的可行性和有效性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐洁;基于子空间分析的特征抽取及分类方法研究[D];南京理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 唐科威;基于洛伦兹流形的特征提取算法研究[D];大连理工大学;2010年
2 石安俊;铸坯图像不完美特征的优化处理[D];华中科技大学;2009年
3 孙抒雨;基于Gabor特征的人脸识别算法研究[D];辽宁科技大学;2012年
4 鞠峰;基于人脸识别技术的驾驶员考试防作弊系统设计[D];天津大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄修武,杨静宇,郭跃飞;基于隶属度的人脸图像特征抽取和识别[J];电子学报;1998年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 刘长华;;人脸识别技术综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年03期
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4 许丽娟;张金恒;李大鹏;姚振旋;吕永亮;田保光;姜肸;;水稻叶绿素敏感波段选择方法的研究[J];山东农业科学;2010年10期
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10 陈道平;;我国农业水灾与旱灾情况动态研究[J];安徽农业科学;2011年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈才扣;崔美琳;曹丽;刘永俊;;基于核的二维最大散度差投影鉴别分析及人脸识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 廖海斌;王宏勇;;基于灰色理论的人脸图像特征融合识别[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
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5 何国辉;甘俊英;;多生物特征识别在计算机网络安全和身份认证中的应用研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 郭锋;刘丽丽;吕凝;;基于LLE和SVM的人像识别方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
7 顾群英;李文元;;基于PCA人脸识别的移动电话身份验证方法探讨[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
8 陶劲草;丁庆生;;基于加权对称图像的二维FDA人脸识别算法研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 万卫兵;施鹏飞;;标准像的人脸识别[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
10 夏虹;杜兴富;张楠;;基于支持向量机的故障诊断技术研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 贲晛烨;基于人体运动分析的步态识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
5 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 高山;蛋白质点突变效果预测与突变数据库研究[D];南开大学;2010年
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9 林裕旭;基于扫描数据的三维人脸表情合成[D];浙江大学;2010年
10 杨国鹏;基于机器学习方法的高光谱影像分类研究[D];解放军信息工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
2 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
4 王亚东;基于二代身份证图象的人脸检测与识别研究与设计[D];山东科技大学;2010年
5 刘倩;关于构建上海市商业性体育赛事市场景气指标体系的研究[D];上海体育学院;2010年
6 牛文娟;基于图像处理的烟叶分级研究[D];郑州大学;2010年
7 吴敏;基于AdaBoost和独立分量分析的人脸检测与识别算法的研究[D];郑州大学;2010年
8 陈军;测量不确定度在基础实验中的应用研究[D];山东农业大学;2010年
9 刘浦孝;山东沙质海岸防护林主要树种适应性评价[D];山东农业大学;2010年
10 左国辉;基于子空间方法的人脸识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴高洪,章毓晋,林行刚;分割双纹理图像的最佳Gabor滤波器设计方法[J];电子学报;2001年01期
2 徐科,徐金梧;基于图象处理的冷轧带钢表面缺陷在线检测技术[J];钢铁;2002年12期
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4 李炜,黄心汉,王敏,万国红;基于机器视觉的带钢表面缺陷检测系统[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年02期
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6 金忠,胡钟山,杨静宇;基于BP神经网络的人脸识别方法[J];计算机研究与发展;1999年03期
7 王华忠;俞金寿;;核函数方法及其模型选择[J];江南大学学报;2006年04期
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9 刘俊利,隋中田;机动车驾驶员培训管理研究[J];山东交通学院学报;2005年01期
10 程剑;应自炉;;基于二维主分量分析的面部表情识别[J];计算机工程与应用;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林克正;基于小波分析的焊缝图象处理与识别的研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
2 谭璐;高维数据的降维理论及应用[D];国防科学技术大学;2005年
3 苏宏涛;基于统计特征的人脸识别技术研究[D];西北工业大学;2004年
4 周德龙;人脸识别技术研究[D];西北工业大学;2000年
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6 王靖;流形学习的理论与方法研究[D];浙江大学;2006年
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8 黄启宏;流形学习方法理论研究及图像中应用[D];电子科技大学;2007年
9 袁晓燕;虹膜定位、形变及特征提取研究[D];上海交通大学;2008年
10 王建国;特征抽取方法研究及其在人脸识别中的应用[D];南京理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭益汝;基于特征融合的人脸识别和表情识别[D];大连理工大学;2010年
2 郑苑;人脸图像光照预处理算法研究[D];华南理工大学;2010年
3 袁崇涛;基于神经网络的人脸识别算法研究[D];大连理工大学;2006年
4 邱振卫;别克副车架焊缝图像识别算法研究[D];上海交通大学;2007年
5 延伟东;图像特征提取方法的研究[D];西北工业大学;2007年
6 刘祥;中薄板坯连铸动态轻压下技术应用研究[D];辽宁科技大学;2008年
7 吴振中;人脸识别特征提取的研究[D];南京理工大学;2008年
8 王益艳;图像去噪算法的研究[D];陕西师范大学;2008年
9 塔娜;基于ARM的人脸识别系统设计与实现[D];东北师范大学;2009年
10 郑明伟;人脸识别系统的设计与开发[D];山东大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹宝才,胡永利,程世铨,谷春亮;基于形变模型的人脸建模及其应用综述[J];北京工业大学学报;2003年03期
2 黄修武,杨静宇,郭跃飞;基于隶属度的人脸图像特征抽取和识别[J];电子学报;1998年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王正群;手写体汉字识别研究[D];南京理工大学;2001年
2 杨健;线性投影分析的理论与算法及其在特征抽取中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张亮;郭桂蓉;庄钊文;何松华;马莉波;;雷达目标高分辨距离像数据预处理方法研究[J];电子学报;1998年06期
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8 朱晓霞;孙同景;陈桂友;;基于支持向量机理论的两级指纹分类实现方法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 范海宁;郭英;吴剑锋;陈志武;;基于小波包分解的声信号特征提取方法[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯坤;基于内积变换的机械故障特征提取原理与早期识别方法研究[D];北京化工大学;2012年
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6 苏彩红;墙地砖质量自动检测技术的研究[D];华南理工大学;2004年
7 宋余庆;医学图像数据挖掘若干技术研究[D];东南大学;2005年
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10 孙真真;基于光学区雷达目标二维像的目标散射特征提取的理论及方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾红梅;情绪图片视觉诱发EEG特征提取与分析[D];天津大学;2012年
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3 林少波;中文文本分类特征提取方法的研究与实现[D];重庆大学;2011年
4 黄健;履带式车辆微多普勒效应与特征提取[D];国防科学技术大学;2009年
5 赵蕾蕾;基于词和基本短语模式的特征提取方法[D];河北大学;2009年
6 栾岚;基于机理模型判据的图像中微弱特征提取方法研究及应用[D];东北大学;2009年
7 王菲;面向肺部CAD的特征提取、选择及分类方法研究[D];东北大学;2009年
8 郑睿;藻类细胞图像的特征提取与分类方法研究[D];杭州电子科技大学;2009年
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10 陈日晖;面向肺部CAD的三维ROI分割、特征提取与分类方法研究[D];东北大学;2009年
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