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《武汉理工大学》 2010年
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基于子空间分析的人脸识别算法研究

郭志强  
【摘要】:人脸识别是当前生物特征识别中的研究热点,提取稳定可靠、区别于其它个体的特征是人脸识别的关键。其中基于子空间投影的特征提取方法,因其算法简单、识别高效而备受人们的亲睐。本文以人脸识别为目标,针对现有人脸图像特征提取存在的几个问题,以子空间分析方法为中心,多种特征提取手段相结合,采用特征提取的混合模型,得到更加可靠有效的识别特征,取得了如下成果。 对奇异值分析的人脸识别方法进行了改进,给出了一种包含平均脸奇异值分解的线性鉴别人脸特征提取方法。首先选用练训样本的均值图像作为标准图像,把训练样本投影到标准图像经奇异值分解产生的基空间中,其次提取投影系数矩阵左上角信息作为初步特征,最后再采用LDA降维,提取最终的特征。该方法改善了奇异值分解用于人脸识别基空间不一致的缺陷,同时又增加了特征的类别信息,也避免了LDA的小样本问题。将该方法扩展到非线性方式,给出了包含平均脸奇异值分解的核线性鉴别分析特征提取方法,进一步提取人脸的非线性特征。实验证明,文中提出的方法在识别率上,优于现在有奇异值分解及其改进人脸识别方法。 对二维特征人脸识别方法进行了研究,提出了横向2DPCA纵向2DLDA的、双向压缩投影的子空间人脸识别方法,该方法在进行一次2DPCA运算后,对特征矩阵进行转置,再进行2DLDA运算。与(2D)2PCA与(2D)2LDA相比,该方法充分利用了2DPCA和2DLDA的优点,既包含了样本的类别信息,又消除了图像矩阵行和列的相关性,有效地提取了行和列的识别信息,识别特征维数也大幅度减少,在ORL和FERET人脸库上实验表明了其有效性。文中对了分块多投影和分块双向多投影二维特征提取方法进行了研究。分块多投影特征提取方法,针对现有分块单投影特征提取方法中每一子图均采用相同投影矩阵,而对人脸局部信息不加以区别这一问题,构造了分块多投影矩阵,使不同的子图对应不同:的投影矩阵,有效地利甩了人脸局部信息,使识别率得到了提高,在ORL人脸库上实验表明;了其有效性。 提出一种基于小波包和PCA变换相结合的特征级融合人脸识别方法,首先对人脸图像进行小波包分解,对分解后的低频子图进行PCA分解,得低频主分量,然后选取含有丰富人脸特征的高频子图进行加权融合,对融合后的高频子图再进行PCA分解,得高频主分量,最后对高低频主分量进行融合处理,得到最终的鉴别特征。分别在ORL和YaleA人脸库上进行试验,实验结果表明该方法提高了识别率。 针对保局投影人脸识别方法进行了研究,提出了核判别保局投影算法,即KDLPP。该算法通过核技巧将人脸样本映射到高维空间,在高维空间中有效结合人脸局部的流形结构和人脸的判别信息构建了新的目标函数,其优点是在保持人脸流形结构的基础上,充分利用了样本的类别信息,并采用核方法提取了人脸的非线性特征。在ORL和UMIST人脸库上的实验表明,该方法的识别率整体优于LPP、DLPP和KLPP。针对二维保局投影只在图像的横方向进行数据压缩,提取的特征维数高的问题,首先给出了可选的二维保局投影(A2DLPP)方法,然后将二维保局投影和可选的二维保局投影结合,设计了双向压缩二维保局投影方法,即(2D)2LPP算法。该算法分别从横向和纵向两个方向施实2DLPP,使图像的横向和纵向的维数都得到有效的约简。实验结果表明,(2D)2LPP无论是从识别率还是识别时间上都优于2DLPP和A2DLPP。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙冬梅,裘正定;生物特征识别技术综述[J];电子学报;2001年S1期
2 赵武锋;沈海斌;严晓浪;;在小样本条件下直接LDA的理论分析[J];电子与信息学报;2009年11期
3 刘小军,王东峰,张丽飞,时永刚,邹谋炎;一种基于奇异值分解和隐马尔可夫模型的人脸识别方法[J];计算机学报;2003年03期
4 黄贤武,仲兴荣,王加俊;基于WT/PCA的自适应神经网络人脸识别方法[J];计算机应用;2003年06期
5 吴清江;周晓彦;郑文明;;一种基于2D-DWT和2D-PCA的人脸识别方法[J];计算机应用;2006年09期
6 张生亮;谢永华;杨静宇;;一种双向压缩的二维特征抽取算法及其应用[J];计算机应用研究;2006年05期
7 刘青山,卢汉清,马颂德;综述人脸识别中的子空间方法[J];自动化学报;2003年06期
8 杨万扣;任明武;杨静宇;;基于对称二维主成分分析的人脸识别[J];模式识别与人工智能;2008年03期
9 王华,李介谷;人脸斜视图象的特征提取与恢复[J];上海交通大学学报;1997年01期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 梁毅雄;基于子空间分析的人脸特征提取及识别研究[D];重庆大学;2005年
2 胡元奎;可变光照和可变姿态条件下的人脸图像识别研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 庄连生;复杂光照条件下人脸识别关键算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 谢永华;人脸特征抽取与分类器设计若干问题的研究[D];南京理工大学;2006年
5 祝磊;基于子空间分析的人脸识别研究[D];浙江大学;2007年
6 叶剑华;三维及多模态人脸识别研究[D];天津大学;2008年
7 李勇周;人脸识别中基于流形学习的子空间特征提取方法研究[D];中南大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵文磊;刘舒;;一种加权2DPCA方法在人脸识别中的应用[J];安防科技;2009年04期
2 高福友;;生物特征识别技术及其在监狱安全防范领域的应用[J];安防科技;2011年02期
3 董琳;赵怀勋;;人脸识别技术的研究现状与展望[J];安防科技;2011年10期
4 冯卓;任然;;信息安全的现阶段问题分析与发展动向[J];安全与环境学报;2007年02期
5 李梦东,阮秋琦;利用变形模板提取嘴部特征的算法[J];北方交通大学学报;2002年02期
6 胡永利,尹宝才;基于线性组合模型的人脸特征检测方法[J];北京工业大学学报;2005年05期
7 李玉鑑;付翠花;;一种基于特征串比较的眉毛识别方法[J];北京工业大学学报;2008年01期
8 孙艳丰;于永庆;;一种人眼瞳孔定位方法[J];北京工业大学学报;2011年02期
9 袁立;穆志纯;曾慧;;基于人脸和人耳的多模态生物特征识别[J];北京科技大学学报;2007年S2期
10 宋海周;钱鹰;;基于统计特征的人脸识别研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Robust Face Recognition by Fusion Local Singular Value Feature and Deformable Model[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010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
3 李梦东;阮秋琦;;利用变形模板提取人脸的完整特征[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
4 苗良;平西建;丁益洪;王卫东;;立体赤足迹的图像校准与特征描述[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
5 路陈红;卢朝阳;;快速稳健的虹膜定位方法[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
6 张艳;顾健;李毅;;生物特征识别及其在信息安全中的应用[A];全国计算机安全学术交流会论文集(第二十四卷)[C];2009年
7 冀贞海;李锋;宁勇;朱伟强;;基于模块二维主分量分析的脉内调制识别算法研究[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
8 李旭超;;视频序列中的人脸检测与跟踪[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
9 李玉鑑;付翠花;;一种眉毛识别方法的初步研究[A];2006年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2006年
10 马德新;杨帆;侯景忠;高金乔;;基于灰度共生矩阵的掌纹识别技术研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 王晓云;基于代数方法的人耳识别研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
5 江虹;基于手部特征识别关键技术的研究与实现[D];吉林大学;2011年
6 王兴家;基于4D-CT数据的心脏重构方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 孙曦;基于双目立体视觉的人脸三维重建与识别[D];中国科学技术大学;2011年
8 韩非;蓝莓机器视觉识别与标定技术研究[D];东北林业大学;2011年
9 朱淑亮;基于视频图像分析与信息融合的驾驶员疲劳检测技术研究[D];山东大学;2011年
10 刘中华;光照变化条件下的人脸特征抽取算法研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 王本超;基于KPCA与SVM的人脸识别研究[D];大连理工大学;2010年
3 邢云;基于压缩感知理论的人脸识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
4 李磊;分裂Bregman方法在图像处理中的应用[D];大连理工大学;2010年
5 苑岩岩;基于肤色信息的人脸检测与跟踪算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 周广千;模糊支持向量机在人脸识别中的应用[D];长沙理工大学;2010年
7 沈艳超;车辆特征提取和分类方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
8 齐建华;基于生物模式识别技术的WEB考勤管理系统研究[D];中国海洋大学;2010年
9 赵晓刚;特征点搜索与基于形变模型的三维人脸建模的研究[D];河南工业大学;2010年
10 徐吟琼;人脸图像主流代数鉴别特征提取与融合方法研究[D];苏州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李华胜,杨桦,袁保宗;人脸识别系统中的特征提取[J];北方交通大学学报;2001年02期
2 陈绵书,陈贺新,桑爱军;计算机人脸识别技术综述[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年S1期
3 刘党辉,沈兰荪,Kin-Man Lam;人脸识别研究进展[J];电路与系统学报;2004年01期
4 高西奇,周洪祥,何振亚;基于小波变换的主元分析人脸图象识别[J];东南大学学报;1996年02期
5 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
6 周杰,卢春雨,张长水,李衍达;人脸自动识别方法综述[J];电子学报;2000年04期
7 刘瑞祯,谭铁牛;基于奇异值分解的数字图像水印方法[J];电子学报;2001年02期
8 孙冬梅,裘正定;生物特征识别技术综述[J];电子学报;2001年S1期
9 丁嵘,苏光大,林行刚;使用关键点信息改进弹性匹配人脸识别算法[J];电子学报;2002年09期
10 甘俊英,张有为;一种基于奇异值特征的神经网络人脸识别新途径[J];电子学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱长仁;复杂背景下的多姿态人脸识别技术研究[D];国防科学技术大学;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
3 陈才扣;基于核的非线性特征抽取与图象识别研究[D];南京理工大学;2004年
4 高秀梅;基于核投影分析的特征抽取及应用研究[D];南京理工大学;2004年
5 徐勇;几种线性与非线性特征抽取方法及人脸识别应用[D];南京理工大学;2004年
6 宋加涛;基于二值边缘图像的眼睛定位和人脸识别[D];浙江大学;2004年
7 周德龙;人脸识别技术研究[D];西北工业大学;2000年
8 李云峰;基于Gabor小波变换的人脸识别[D];大连理工大学;2006年
9 山世光;人脸识别中若干关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
10 刘青山;人脸跟踪与识别的研究[D];中国科学院研究生院(自动化研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙海波;基于人脸识别的身份查询原型系统的设计与开发[D];大连理工大学;2005年
2 王计元;基于肤色特征人脸检测的自动人脸识别系统的研究[D];华东师范大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈维斌,陈启泉,邱文宇;人脸图像自动检测与识别[J];计算机应用研究;2003年03期
2 於东军,徐蔚鸿,赵海涛,杨静宇;基于神经网络的人脸自动识别[J];电子与信息学报;2003年09期
3 刘丽华;自动人脸识别方法研究与展望[J];内江科技;2005年05期
4 延伟东;彭国华;;基于分块FLD的图像特征提取方法[J];科学技术与工程;2006年19期
5 王敏;尹政兴;李汉强;;基于小波变换和奇异值的人脸特征提取[J];中国水运(理论版);2006年03期
6 王海军;王士伟;刘红敏;;人脸检测技术研究进展[J];河南机电高等专科学校学报;2007年06期
7 邓雪峰;;基于小波变换和对称主成分分析的人脸识别方法[J];计算机与数字工程;2008年04期
8 田印中;董志学;黄建伟;;基于PCA的人脸识别算法研究及实现[J];内蒙古科技与经济;2010年06期
9 邢国;;人脸识别中两种特征提取算法的性能比较[J];信息与电脑(理论版);2011年01期
10 万峰,杜明辉;Eigenface算法与EBGM算法的适应性比较[J];计算机工程与应用;2005年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
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 邹垚;张超;;基于DSP的人脸识别算法实现与优化[A];中国通信学会通信建设工程技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
6 苗振伟;许勇;杨军;;超声波人脸识别方法研究[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
7 杨飞;苏剑波;戴景文;;人脸识别中的人脸图像质量快速评价[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 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
9 杜晓旭;钱沄涛;戴光;;加强概率推理模型在人脸识别中的应用[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
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本版编辑曾雨 康翔;人脸识别结缘奥运[N];计算机世界;2007年
2 孟东明 张继进;企业要靠创新应对危机[N];中国工商报;2009年
3 本报记者  魏建玲;行者 知其道而行其智[N];国际商报;2006年
4 程蓉 王春;“人脸识别”保障财产安全[N];科技日报;2006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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 赵武锋;人脸识别中特征提取方法的研究[D];浙江大学;2009年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 陈勇;基于样条二进小波的人脸识别研究[D];浙江工业大学;2010年
9 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
10 笪邦友;图像纹理在红外场景仿真与人脸识别中的应用[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 章悦;基于四元数的彩色人脸识别[D];西安电子科技大学;2010年
2 张文明;人脸识别新算法的研究及其应用[D];江南大学;2011年
3 刘学平;低质量图像模糊人脸识别的研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
4 张春晓;基于粗集和小波变换的人脸识别研究[D];山东大学;2010年
5 孙向风;基于进化计算和支持向量机的人脸识别算法研究[D];兰州理工大学;2010年
6 黄艳川;基于核方法的人脸识别算法研究[D];大连理工大学;2010年
7 高知行;基于流形的人脸识别子空间特征提取算法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 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
9 林杰灵;基于小波变换的人脸识别[D];华南理工大学;2010年
10 朱家宏;基于支持向量机的人脸识别改进算法[D];华北电力大学(北京);2011年
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