论文研究-基于改进的稀疏表示的人脸识别 .pdf

所需积分/C币:13 2019-08-15 619KB .PDF
评分

基于改进的稀疏表示的人脸识别,邹承明,吴佩, 稀疏表示作为一种热门分类方法已经被成功地应用到人脸识别中,并且能实现较高的识别率,但是稀疏表示中用 范数求解最优稀疏表示�
山国武技记文在 近邻样本 本文提岀的算法是在的基础上进行改进。算法是通过原始训练样本表示出测 试样本,而本文算法是求出原始训练样本的近邻样本,然后通过近邻样本来求出测试样本的 稀疏表示从而完成分类,达到识别人脸的目的且提高计算速度。 范数的求解比范数的求解要简单很多,因为它的伪逆可以用奇异值分解( )预先计算保存起来。在待定的系统中,冋样可以用奇异值分解 来计算最小范数解 等人研究得出范数是非常稠密的,然而最近的研究显示用 范数来求解常用人脸样本是非常有效的,甚至是在人脸图像有噪声的情况下 不同于 算法中提出的用一种欧式距离来选取近邻样本,本文算法用奇异值分 解来求最小线性二乘解。通过这种方法来求解范数,得出最小误差的x的估计,用下 面公式表小: 公式()可由伪逆矩阵来求解,如下所示 通过式()、式()求得的系数向量x,选出其中比重大的个系数对应的训练样本 就木文算法要求得近邻样木。然后通过近邻样木来标记测试样木。用这种近邻样木来代替原 始训练样本进行稀疏衣示,既能代衣原始样本又能有效地减少计算量。 分类原理 完成近邻样本的求解后,下一步是求出近邻样本对测试样本的稀疏表示。根据计算出来 的稀疏系数,分别将每个类的训练样本累加起来与测试样本作对比,误差最小的那一类就是 测试样本所属的类。 给定测试样本和训练样本,因为同一类图像(即中人脸与中人脸匹配)只是 中的小部分。因此,系数向量包含有非零项(同·类图像)和零项(其他图像)。然后 给系数向量加上很小的误差E来加强稀疏,从而来处理噪声。如下公式所示: 且 十E 其中,范数通过最小化系数的绝对值来得到稀疏解。测试样木可以通过式()来 表示并确定它们分别属于哪一类: 其中表小测试样本的最小残差或重构误差,表小求解得到的第类图像 旳稀疏系数。最终的识别就是通过式()来实现,即:稀疏分解分别对应的不同类别的部 分数值的二范式距离的最小值来识别所属分类 山国武技记文在 算法解 基于稀疏分解的人脸识别不需要训练,或者训练很简单。般经过简单的特征提取,将 特征存入到数据库中,然后进行稀疏求解。然而,这个稀疏求解的过程·般比较耗吋。 虽然有很多求解稀疏表示的方法被提出,但是对于实际问题还是难以满是。因此,最终还是 将问题归结于范数最小化问题上。 节中介绍了分类原理,其中最核心的是式()的范数最小化问题的求解。本文采 用一种 算法来求解范数最小化问题。分裂 算法是基于 算法的·种演亿算法,该方法能快速有效地解决凸优化问题 分裂 迭代算法用J求解式()所示的凸优化问题。而式()是一个等式约束 优化问题,因此可以通过式()将它转化为无约束优化问题: 且v= 1‖+ ,根据 迭代算法,上述优化问题求解过程如 () 将上面的三个公式式()、式()、式()进行简化,得到分裂 迭代公式, 如式()、式()所示 + 通过以上步骤,我们将正则化问题转化成一系列非约束优化问题和 更新。然 后,对于式(),我们将函数和部分分裂开,然后对,v分别迭代最小化,如式()、 ()所示 山国武技记文在 对于式(),因为目标x的优化问题是可微的,可用 达代来解决:对于 式(),元素之间不耦合,可用 直接计算的优化值 算子的计算速 度很快,求解过程几步即可完成,如式()、()所示。因为分裂 方法收敛, 则分裂 方法的不动点都是原问题的最优解 基于 与近邻样本的桸疏表示算法的步骤如算法所小: 算法1.基于 Split bregman与近邻样本的SRC 输入训练样本∈ 测试样本∈ 悕疏控参数λ,本文设为 规范化的每一列,得到范数规范 通过奇异值分解计算线性回归问题: ,求出最小二乘解 根据步骤求得的,从选出前个最大稀疏对应的样本组成近邻样本g2 通过近邻样本g2,表示出测试样本 E|且 E 用 算法求解步骤中范数最小化问题,得出稀疏系数 计算每类样本与测试样本的误差 识别分类: ,误差最小的类就是测试样本所属的类 实验结果及分析 不同表情、姿态样本的实验 本次实验室在人脸库上完成的。人脸库共包括个不同人,每人幅图像, 共幅,图像大小为X。其中每张人脸图像为个灰度级,包括X×个像素 每个人的不同人验图像是在不同时间、不同视角、各种表情(闭眼睁眼、微笑吃惊生气 碛怒)和不同脸部细节(戴眼镜没戴眼镜、有胡子没胡子、不同发型)的条件下拍摄的。 图展小」第一个人和第二人的前三张图像,可以看出其中包含」不同人的不同姿态和表 情 山国武技记文在 图1人脸库中不同表情、姿态人脸图像 首先对所有图像进行处理,处理的日的是对特征图像进行降繼,提取图像局 部特征的同时保证分类器的正常工作。我们随机选取每个人的不同数量的图像作为训 练样本,该训练样本构成训练的完备字典,余下的人脸图像作为测试样本。在我们的实验中, 分别选取每个类(个人)的张图像作为训练样本,余下作为测试样本。表1显示的 是不同样本数所对应的识别率。比较可以看出,当从每个人的人脸图像中随机选取7张图像 来组成训练样本时,本算法的分类识别效果最好。 表不同样木数对应的结果 训练图像幅 测试图像幅 识别率(%) ×× 近邻样本对比 从衣可以看出,对人脸库中的个人,每个人选张图像作为训练样本,张 图像作为测试样本。则共有个人脸作为原始测试样本,本文算法用最小线性二乘法来选 取近邻样本。通过比较近邻样本能量(即与原始样本的重合率),从图中我们可以看出: 当能量相同时,本文中用最小线性乘法来计算近邻样本需要的样本数比中用欧式距 离需要的样木数少。(也就是说,选取相同样本的情况下,用最小线性二乘法计算出的近邻 样本最原始样本的所占比例更人。)通过实验,我们根据最小线性二乘法选取个样本作 为近邻样本,然后利用这个样本所组成的近邻样本完成识别分类的识别率可达 山国武技记文在 最小线性 乘法 子欢式距离 b0 0 近邻样本数个 图2近邻样本所占权重随近邻样本数变化曲线 2.1.2 解范数最优化 利用 算法求解范数最优化问题,是一种快速有效的方法。本文提 出的算法利用分裂 算法来求解,相较」文献中提出的正交匹配跟踪算法() 效率要高得多。表显示了分别用 算法和算法来完成本文实验总共所用 的时间。可以得出,在识别率相同的情况下, 算法耗时更少,效率更高。表 表示的是传统算法与本文算法完成本文实验所耗的时间,结果可以看出,本文算法的 时间大大减少,从而证明了本文算法的有效性。 表 与结果对比 识别率 时间 表不同算法的结果 本文算法 识别率 时间 不同光照下样本的实验 本次实验室在 人脸斥上完成的。 人脸库中共有个人,每人有 种姿态、种光照条件、种表情,一共张人脸图像。我们的实验选取前个人的 种不同光照条件下的图像进行实验,共张,图像大小为×。其中每人取张作 为训练样本,其氽作为测试样本。因此,训练样本共张人脸图像,测试样本共张人 脸图像。图显示了实验中所用人脸,其中可以看出不同光照条件的人脸。实验过程同 节中的步骤一样,最后得出实验结果。表列出了本文算法与 算法的实验 结果的比较。从结果中可以看出,算法或者是改进的算法在对光照敏感。在 人脸库中,三种算法的识别率都达以上,但本文算法的识别率最高且效率高,可达 山国武技记文在 图3 人脸库中不同光照条件下人脸图像 表不同算法的结果 本文算法 识别率 时间 无遮挡样本的实验 本次实验室在人脸上完成的。人脸库中共有个类,每类有幅人脸图像, 共幅。此次试验选取个人的前张图像作为训练样本,张图像作为测试样本。图 显示了该人脸库中部分无遮挡的图像。将本文算法运用到该人脸库中,得出实验结果。表 显示了在无遮挡情况下的各算法的实验结果。对比分析实验结果可以看出,在无遮挡的试 验中,本文算法的识别速度更快,且识别率高,可达 图4人脸库中人腧图像 山国武技记文在 表不同算法的结果 本文算法 识别率 有遮挡样本的实验 本次实验与中的实验设置相同。训练样本为个人的有遮挡的幅图像。测 试样木为男女各个人的有遮挡幅图像。实验结果如表所示,实验结果显示,相 同糸件卜,有遮挡的识别率较无遮挡的识别率降低很多,但木文算法的识别速度更快。 表不同算法的结果 木文算法 识别率 时间 结论 木文提岀了一种改进的桸疏表小来实现图像分类识别。这种改进的算法首先近邻样木代 替原训练样本来衣示测试样本,大大降低了计算量,减少了运行时间。然后,运用 算法来解决范数最优化问题,相较于算法效率大大提高。本文实验在稀疏 分类之前,首先利用对图像进行特征降维,提取局部特征,这和特征预处理的方法保 证了分类器的正常工作。在人脸库上的实验证明了,本文算法的识别率最高可达 且本文算法的识别速度更快。在 以及人脸库中不同光照条件下实验结果显示, 本文算法在不同光照条件和有遮挡的情况下,同样能实现快速有效的识别,且识别速度较其 他算法史快快。通过几组实验得出,本文算法有较強的鲁棒性,且识别速度史快。 參考文献 [IYANG A Y, SASTRY SS, GANES A, et al. Fast e1 张慈祥刘辉强振平基于稀疏表示和奇异值分解的人脸识別计算机应用 山国武技记文在 刘亚新赵瑞珍等用于压缩感知信号重建的正则化自适应匹配追踪算法电子与信息学 报 蔡体健樊晓平刘遵雄基于稀疏表示的髙噪声亼脸识别及算法优化计算机应用 杨荣根任明武杨静宇基丁稀疏表示的人脸识别方法计算机科学 龙法宁杨夏妮一种快速的基于稀疏表小的人脸识别算法图学学报

...展开详情
立即下载 最低0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
举报 举报 收藏 收藏
分享
279KB
论文研究-基于k-means聚类算法的研究 .pdf

基于k-means聚类算法的研究,黄韬,刘胜辉,本文首先分析研究聚类分析方法,对多种聚类分析算法进行分析比较,讨论各自的优点和不足,同时针对原k-means算法的聚类结果受随机��

2019-08-15 立即下载
428KB
论文研究-基于虚拟化及重定向技术的Android沙箱设计与实现 .pdf

基于虚拟化及重定向技术的Android沙箱设计与实现,崔海娜,张天乐,随着移动设备的普及,移动企业管理(EMM)作为解决企业移动化安全和管理问题的产品应运而生。EMM的移动性管理元素之一--移动内容管�

2019-08-22 立即下载
240KB
论文研究-基于情感信息收集-抽取架构的文本情感分析网络 .pdf

基于情感信息收集-抽取架构的文本情感分析网络,郭豪,双锴,近些年来,文本的情感分类作为自然语言处理领域的关键任务得到了越来越多的关注,基于深度学习的网络模型在该任务中取得了很大的成�

2019-08-18 立即下载
269KB
论文研究-基于FPGA的多功能扫频信号源的设计 .pdf

基于FPGA的多功能扫频信号源的设计,刘颢阳,李绍胜,扫频信号源是扫频仪主要功能部件,对其实现方法进行研究有重要意义。本文给出了一种由FPGA与DAC组合的扫频信号源设计方案。信号源��

2019-08-15 立即下载
424KB
论文研究-基于JsSIP实现SIP网页客户端 .pdf

基于JsSIP实现SIP网页客户端,高嵬,孙其博,JsSIP是使用Javascript脚本语言实现的开源SIP协议栈,是目前广泛应用的各种基于SIP协议的Web音视频通信终端的基础库�

2019-08-22 立即下载
942KB
论文研究-基于微信公共平台的小型图书馆管理系统的设计与实现 .pdf

基于微信公共平台的小型图书馆管理系统的设计与实现,许鹏,范春晓,从互联网的思维方式上考虑,结合微信公共号对外提供的接口和服务,综合利用开源的开发框架和新兴的WEB服务技术,设计并实现了基于��

2019-08-17 立即下载
194KB
论文研究-基于WinCE的智能车载仪表的设计 .pdf

基于WinCE的智能车载仪表的设计,韩琨,郝继飞,针对当前汽车仪表的发展趋势,设计了一款基于WinCE操作系统的智能车载仪表。智能车载仪表可以通过CAN总线接受汽车各个部件的ECU的信�

2019-08-20 立即下载
1.56MB
论文研究-基于深度学习的人脸识别算法研究 .pdf

基于深度学习的人脸识别算法研究,赵学斌,张雷,传统的人脸识别算法主要是基于图像的浅层特征提取,比如LBP、SIFT、HOG等图像特征描述算子,然后进行多种浅层特征融合,PCA降维之后��

2019-08-16 立即下载
426KB
论文研究-基于Android平台的电子书阅读器的设计与实现 .pdf

基于Android平台的电子书阅读器的设计与实现,赖穆彬,邹仕洪,本文主要阐述了在android平台上十分流行的电子书阅读器的设计与实现,具有智能断章,翻页特效,场景模式切换,阅读字体调节,用户��

2019-08-16 立即下载
255KB
论文研究-基于CUDA技术的运动估计算法加速 .pdf

基于CUDA技术的运动估计算法加速,刘婷,程荣辉,运动估计模块是数字图像/视频处理中最重要的模块之一,它的处理技术直接决定了图像/视频处理的效果,快速有效的运动估计算法是现�

2019-08-18 立即下载
305KB
论文研究-基于加权跳数的DV-HOP定位算法 .pdf

基于加权跳数的DV-HOP定位算法,白进京,周先菊,节点定位技术在无线传感器网络中占据至关重要的地位,如何提高定位精度是本文的研究的目的。本文深入分析了DV-Hop(Distance Vector-Hop��

2019-08-21 立即下载
290KB
论文研究-基于LSTM神经网络的股价短期预测模型 .pdf

基于LSTM神经网络的股价短期预测模型,成烯,钟波,股价预测是时间序列预测领域最具有挑战性的问题,准确预测股价能够帮助投资者降低风险,提高收益。本文应用LSTM神经网络对股价指��

2019-08-14 立即下载
533KB
论文研究-基于WiFi的环境监测系统设计 .pdf

基于WiFi的环境监测系统设计,李山,,WiFi(Wireless Fidelity)技术具备传输速率高、传播距离远、覆盖范围广等特点,在无线局域网应用中得到了迅猛的发展。本文设计并实现了一�

2019-08-16 立即下载
473KB
论文研究-基于I-7188的EIB网关的设计与实现 .pdf

基于I-7188的EIB网关的设计与实现,何欣,黄涛,EIB网关对智能家居的集成应用推广具有极其重要的意义。本文通过研究EIB(European Installation Bus)协议及其外部通信机制,提出基于I-7188��

2019-08-16 立即下载
613KB
论文研究-基于React的前端组件化研究与设计 .pdf

基于React的前端组件化研究与设计,周兴宇,卞佳丽,随着互联网行业的快速发展,Web应用更加庞大和复杂,对用户体验和交互有着越来越高的需求,对前端技术不断提出新的要求。React是一�

2019-08-20 立即下载
1.67MB
论文研究-基于深度学习的不可见图像隐写术 .pdf

基于深度学习的不可见图像隐写术,董士琪,刘建毅,隐写术和隐写分析是信息安全领域中的一个重要分支——信息隐藏的主要内容,二者在对抗中不断发展进步。近年来已经有大量的工作将��

2019-08-15 立即下载
256KB
论文研究-基于可信度的不确定性推理的研究与应用 .pdf

基于可信度的不确定性推理的研究与应用,杨阿琴,,本文将基于可信度的不确定性推理其运用到民航机务维修差错预警专家系统中进行研究中,并在Jess推理引擎的基础上,研究了具体的知��

2019-08-16 立即下载
202KB
论文研究-基于PSO算法的 -SVM算法参数优化 .pdf

基于PSO算法的 -SVM算法参数优化,王洁,白静,在v-SVM算法参数选择中,现多采用反复试验的方法,局限性较大且操作复杂。因此,本文采用了粒子群算法来优化v-SVM中的参数,并将之��

2019-08-16 立即下载
394KB
论文研究-基于数字图像处理的车牌识别技术的研究 .pdf

基于数字图像处理的车牌识别技术的研究,彭运生,王晨升,车牌识别系统(License Plate Recognition 简称LPR)技术广泛应用于智能交通系统中,一般分为车牌预处理、定位、字符分割和字符识别四个主�

2019-08-20 立即下载
265KB
论文研究-基于JDBC的数据库访问研究 .pdf

基于JDBC的数据库访问研究,于宁宁,赵宗平,JDBC兼具有强大的数据处理功能,它可以处理各种不同类型的数据源,同时具有极其简单、易用的编程接口,因而得到了广泛的应用。为��

2019-08-15 立即下载
img

关注 私信 TA的资源

上传资源赚积分,得勋章
相关内容推荐