收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小样本人脸图像特征抽取和识别方法研究

贺云辉  
【摘要】: 人脸识别中,通常可得到的样本数远小于人脸图像样本的维数,此问题称为人脸识别的小样本问题。小样本问题导致基于Fisher鉴别分析的人脸图像特征抽取存在病态问题,并且使用较少的样本难以获得推广性较好的识别性能。本文针对小样本条件下的人脸图像特征抽取和识别存在的困难,分别提出了几种解决方法,主要内容如下: 1.提出了基于核主分量分析(KPCA)和最佳鉴别独立分量分析的人脸特征抽取方法,从三个方面对ICA方法进行了改进:首先,利用KPCA将人脸映射到特征空间得到核主分量,对核主分量进行ICA得到间接的非线性独立分量分析方法,降低了ICA对高维人脸图像样本的计算复杂度,并使算法更容易收敛;其次,定义Fisher鉴别信息作为选取最佳鉴别独立分量的准则;最后,提出了一种用最佳鉴别独立分量表示待识别样本的方法,克服了用直接投影所得待识别样本特征不准确的问题。实验结果显示此方法可获得优于Fisherface的识别性能。 2.研究了典型相关分析(CCA)和Fisher线性鉴别分析(FLDA)的等价性,利用CCA求解最佳Fisher鉴别特征,避免了FLDA和KFDA由小样本导致的病态奇异问题。首先对此等价性给出一个简洁的证明,其次提出了三种基于CCA的人脸图像线性和非线性特征抽取方法:(1)首先利用PCA将样本降维到总散度阵的秩空间中,然后进行CCA,使在没有丢失任何鉴别信息的条件下得到线性Fisher最佳鉴别特征;(2)利用KPCA将高维人脸图像样本映射到特征空间得到核主分量,然后对核主分量进行CCA。由于KPCA+FLDA等价于KFDA,因此提出的KPCA+CCA方法可得到等价于KFDA的非线性最佳Fisher鉴别特征。(3)直接将CCA方法推广为可用于鉴别分析的KCCA方法,得到同样等价于KFDA的非线性最佳Fisher鉴别特征抽取方法。实验结果表明,提出的3种方法所得特征优于Fisherface和KPCA+LDA抽取的线性和非线性Fisher鉴别特征。 3.提出了基于核鉴别共同矢量(KDCV)的非线性Fisher最佳鉴别特征抽取方法。利用特征空间中的正交化过程,将DCV推广为KDCV,将在特征空间的两次Gram-Schmidt正交化过程转化为只需计算两个核矩阵和一次Cholesky分解,得到了数值稳定性较好的Fisher非线性最佳鉴别特征抽取方法。实验结果表明KDCV方法得到的非线性鉴别特征有更好的类可分性。4.将最近特征分类器和核方法相结合,得到了基于核的最近特征线、特征面和特征子空间方法,可直接对高维人脸图像样本识别,而无需预先抽取人脸图像特征,使在总样本数较多,特征抽取在计算上难以实现的情况下也能直接识别。其中对核最近特征子空间提出了两种计算方法:一是核最近特征面的直接推广;二利用核主分量分析对每个类别求解非线性主分量矢量,用其构成表征该类别的非线性特征子空间。为解决所得核最近特征线和特征面方法计算量大和可能失效的问题,进一步提出了(核)最近特征重心和(核)最近邻特征方法,前者降低了计算特征线距离和特征面距离的计算复杂度,后者减少了所需计算特征线数和特征面的数目,两种方法均能解决特征线和特征面方法可能失效的问题。最后将两者结合得到的


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 贺云辉;赵力;邹采荣;;一种基于KCCA的小样本脸像鉴别方法[J];应用科学学报;2006年02期
2 杨林;刘乾喜;;基于特征融合的KLPCCA及其在人脸识别中的应用[J];科技信息;2009年33期
3 邓福根;;一种智能的人脸识别方法[J];今日科苑;2009年24期
4 贺云辉,赵力,邹采荣;基于KPCA及最佳鉴别独立分量的人脸识别方法[J];应用科学学报;2005年06期
5 金一;阮秋琦;;基于核的正交局部保持投影的人脸识别[J];电子与信息学报;2009年02期
6 吕冰;王士同;;基于核的多元区别分析算法的特征抽取及其在人脸识别中的应用[J];计算机应用;2006年11期
7 吕冰;王士同;;基于KIOFD算法的特征抽取及其在人脸识别中的应用[J];计算机工程与应用;2007年18期
8 段祎林;田亚爱;;一种提高Kernel PCA特征提取性能的核优化算法[J];西安石油大学学报(自然科学版);2009年05期
9 陈蕾,张道强,周鹏,陈松灿;基于SWA的核自联想记忆模型及其人脸识别应用[J];应用科学学报;2005年05期
10 武艳;;基于QGA-BP神经网络的人脸识别技术研究[J];中国西部科技;2009年13期
11 张丽丹;黄凤岗;李先伟;;基于监督式ICA的人脸识别[J];哈尔滨工程大学学报;2006年05期
12 杨轩;;一种基于gamma分布的NMF算法及其在人脸识别中的应用[J];通化师范学院学报;2007年10期
13 舒双宝;罗家融;徐从东;孙滨璇;;一种基于支持向量机的人脸识别新方法[J];计算机仿真;2011年02期
14 龚赟;曾庆山;;独立分量分析法改进商图像[J];河南科技大学学报(自然科学版);2011年03期
15 周昌军;张强;魏小鹏;;基于NMF图像重构的人脸识别[J];计算机工程;2008年03期
16 贺云辉,赵力,邹采荣;基于奇异值分解的分类器及在人脸识别中的应用[J];应用科学学报;2005年04期
17 王展青,魏毅峰;基于WT/ICA和神经网络的人脸识别方法[J];微机发展;2005年08期
18 孙永军;易克初;;利用核方法的直扩系统多个窄带干扰抑制[J];西安电子科技大学学报;2007年04期
19 安高云;阮秋琦;;基于独立分量分析的普适人脸识别系统[J];北京交通大学学报;2006年05期
20 夏鹏;张浩然;徐展敏;;一种增量PCA算法及其在人脸识别中的应用[J];计算机工程与应用;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贺云辉;;矩阵空间中的最近特征线分类器及人脸识别应用[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
2 刘永俊;陈才扣;;二维核最大散度差鉴别分析及人脸识别[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
3 黄华;何惠婷;;一种基于CCA空间超分辨率的人脸识别方法[A];第18届全国多媒体学术会议(NCMT2009)、第5届全国人机交互学术会议(CHCI2009)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2009)论文集[C];2009年
4 熊薇薇;梁巍;李莉;黄梅志;;基于混合核函数SVM的人脸识别方法研究[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
5 段玉波;贾莹;王兴柱;韩雪松;;基于PCA算法的人脸识别[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
6 陈皓;;基于CS中转架构的人脸识别门禁系统[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
7 曹春红;张斌;丛飚;;基于模糊支持向量机方法的人脸识别技术的研究[A];第18届全国多媒体学术会议(NCMT2009)、第5届全国人机交互学术会议(CHCI2009)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2009)论文集[C];2009年
8 谢志华;李丰;伍世虔;杨巨成;方志军;;基于局部差分二进制模式(LDBP)的热红外人脸识别[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
9 李丹;郭小华;刘正熙;;基于DSP的自动人脸识别门禁系统设计与实现[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
10 曹文明;彭宏;陆飞;谷秧波;;基于方向基函数神经网络的主元分析人脸图像识别[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺云辉;小样本人脸图像特征抽取和识别方法研究[D];东南大学;2006年
2 刘艳艳;子空间特征提取方法及其在人脸识别中的应用[D];大连理工大学;2008年
3 郭志强;基于子空间分析的人脸识别算法研究[D];武汉理工大学;2010年
4 林玉娥;特征提取方法研究及其在人脸识别中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 苏煜;融合全局和局部特征的人脸识别[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 李全彬;非约束环境下人脸识别关键技术的研究与应用[D];华东师范大学;2011年
7 唐恒亮;基于三维特征的人脸识别算法研究[D];北京工业大学;2011年
8 王建中;基于流形学习的数据降维方法及其在人脸识别中的应用[D];东北师范大学;2010年
9 陈恒鑫;基于多尺度分析的变化光照下人脸识别研究[D];重庆大学;2010年
10 胡峰松;单样本下可变姿态与光照人脸识别研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范建中;基于ICA和小波神经网络的人脸识别研究[D];华侨大学;2005年
2 李志勇;基于成分分析增量学习算法的人脸识别研究[D];浙江师范大学;2008年
3 张丽丹;基于监督独立分量分析的人脸识别[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 赵玲;基于独立分量分析和非负矩阵分解的人脸识别研究[D];兰州大学;2006年
5 窦蓉蓉;基于集成学习的人脸识别算法研究及应用[D];安徽大学;2010年
6 梅盛鑫;基于支持向量机和遗传算法的人脸识别研究[D];杭州电子科技大学;2011年
7 黄晓莉;基于小波神经网络的人脸识别[D];四川理工学院;2007年
8 李乐;人脸识别方法研究[D];天津大学;2005年
9 徐毅琼;人脸识别技术研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
10 武艳;基于量子遗传算法的BP神经网络人脸识别技术研究[D];苏州大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者  魏建玲;行者 知其道而行其智[N];国际商报;2006年
2 本版编辑曾雨 康翔;人脸识别结缘奥运[N];计算机世界;2007年
3 程蓉 王春;“人脸识别”保障财产安全[N];科技日报;2006年
4 孟东明 张继进;企业要靠创新应对危机[N];中国工商报;2009年
5 记者 闫文锋 实习记者 高鹏;清华人脸识别系列全面推广[N];中国知识产权报;2006年
6 实习生 姜靖;人脸识别:门靠人脸开启[N];科技日报;2007年
7 阐文;汉王新品开启“人脸识别时代”[N];中国工业报;2009年
8 本报记者 霍光;从按手印到以貌取人[N];中国计算机报;2011年
9 于建平;行者人脸识别技术贡献北京奥运[N];中国高新技术产业导报;2005年
10 卢旭成;“傻瓜化”的人脸识别技术[N];中国计算机报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978