.T
ournal of Computer Applications
计算机应用,
2015
,
35(9):
2596
-2601
ISSN 1001-9081
CODEN JYIIDU
2015-09-10
http://www.joca.cn
文章编号
:1001-9081(2015)09-2596-06
doi: 10.
11772/j.
issn.
1001-908
1.
2015.
09.
2596
负样本信息继承的矩阵式瀑布分类器高效学习算法
刘
阳,闰胜业,刘青山
(南京信总工程大字:信息勺控制学院,
1
书
jf(
210044)
(斗通信作者电子
111
叫
fi
112J412518@qq.
com)
摘
要:针对矩阵式瀑布分类器学习算法在负样本自举过程中无法快速自举出训练所需的高质量样本,自举过
程严重影响整体学习效率及最终检测器性能等问题,提出了一种高效学习算法一-负样本信息继承的矩阵式瀑布分
类器高效学习算法。其自举负样本过程为样本继承与层次自举相结合,首先从训练上一层强分类器所用的负样本集
中继承有效负样本,样本集不足部分再从负图像集中自举。样本继承压缩了有效样本的自举范围,可以快速自举出
训练所需样本;并且自举负样时对样本进行预筛选,增加了样本复杂度,提升了最终分类器性能。实验结果表明:训练
完成方面,本算法比矩阵式瀑布分类器算法节省
20h;
检测性能方面,比矩阵式瀑布型分类器高出
1
个百分点;与其他
17
种人体检测算法性能相比也有很好的性能表现。所提算法较矩阵式瀑布分类器学习算法在训练效率及检测性能
上都有很大提升
O
关键词:瀑布型分类器;自举;负样本;训练时间
中图分类号:
T
P3
9
1.
41
文献标志码
:A
Matrix-structural fast learning of cascaded classifier for negative sample inheritance
LIU
Yang
,
YAN
Shengye
,
LIU
Qingshan
( College
of
Information
α
nd
Control,
N
,
α
njing
Un
阳
ersity
of
Infonnation
Science
αnd
Technology,
N
,
α
njing
Jiangsu 210044, China)
Abstract:
Due to the disadvantages such as inefficiency of getting high-quality samples,
bacl
impact of bootstrap
to
the
whole leaming-efficiency
ancl
final classifier performance in the negative samples bootstrap process of matrix-structural leaming
of cascade classifier algorithm. This paper proposed a fast
leaming
algorithm-matrix-stmctural
fast learning of cascaded
classifier for negative sample inheritance. The negative sample bootstrap process of this algorithm combined sample inheritance
and gradation bootstrap
, which inherited helpful samples from the negative sample set used by last training stage firstly, and
then got insufficient part of sample
set
from the negative image set. Sample inheritance reduced the bootstrap range of useful
samples
, which accelerated bootstrap. And sample pre-screening, during bootstrap process, increased sample complexity and
promoted final classifier performance. The experiment resu
Its show that the proposed algorithm saves
20
h in training time and
improves 1 percentage point in detection performance
, compared with matrix-structural leaming of cascaded classifier
algorithm. Besides
, compared with other 17 human detection algorithms, the proposed algorithm achieves good performance
too. The proposed algoritbm gets great improvement in training efficiency and detection performance compared with matrix-
structural leaming of cascaded classifier algorithm.
Key
words:
cascade classifier; bootstrap; negative sample; training time
瀑布型分类器是一种层级分类器,该分类器将强分类器
进行层层级联,最终形成一种检测效果十分优异的分类器。
Viola
等
[1]
最先在人脸检测中使用该结构分类器,并且取得了
非常具有影响力的检测效果;其中最为重要的是在检测精度
和当时最好的结果具有可比性的同时,将正面人脸检测速度
提高到实时检测的速度,这主要是由瀑布型分类器的检测机
制所决定的。运用瀑布型分类器检测目标时,只有通过上层
强分类器检测的候选目标才能到达下层分类器。只有通过所
有强分类器检测的候选目标才被定为最终的检测目标,检测
示意图如图
1
(a)
所示,因此该分类器具有检测精度高、使用
灵活等特点。
正因为瀑布型分类器优越的检测性能,各种改进提升的瀑
布型分类器的算法接连被提出口7i。其中,
Yan
等
m
提出了-
收稿日期
:2015-04-09;
修回日期
:2015-05-27
。
种新的矩阵式瀑布型分类器算法,该分类器检测性能相对于传
统瀑布型分类器检测性能有了很大提升。取得了很好的检测
效果。这主要由于训练每层强分类器过程中不再使用整个正
样本集进行训练,而是从正样本集中自举
[9
-10]
出一部分信息
量较大的正样本作为训练集进行训练。整个训练过程中自举
正样本,同自举负样本交替进行,呈现一种矩阵式分布。但该
训练算法中自举负样本方面仍存在很大的时间冗余。消除这
部分冗余时闭,不仅可以获得很好的检测效果,而且可以大大
提升整体算法的训练、效率。正是基于这一想法,本文在该算法
的基础上进行优化改进,提出了一种性能增强的矩阵式瀑布型
分类器快速学习算法
负样本信息继承的矩阵式瀑布型分
类器快速学习算法,大幅度压缩了原始算法的训练时间,并通
过人体检测实验进一步验证本算法的有效性。
f
乍者简介
:x
1J阳
(1990
- )
,男,江苏徐州人
,TJ!Í!+
研究生,
t
要研究方
I:.'J:
人体目标价,
ì
Jli
J;
ì~IJY!:
、
I
It.(
1978
-),刃
,
Mw4
新乡人,教投,
1
也
L
‘主要研
究方
I:'J:
物体俭测与识别、物体跟踪、斗
S:tiE/
,\定
(ì
l.;
刘
i'j"
111
(1975
一)
,')1.安徽庐江人,教授
J
时
l
丁,主
.~~i
例
'JY.
为向
I
寻|像分析、视频分析、机器学习
f