基于多类最大散度差的人脸表示方法

将用于两类分类的最大散度差鉴别准则推广为多类最大散度差鉴别准则,并建立了基于该准则的一种新的人脸表示方法．基于多类最大散度差鉴别准则的人脸表示方法有效避免了传统鉴别分析方法在人脸特征提取时通常面临的小样本模式识别问题．在国际标准人脸图像数据库ORL、Yale以及FERET上的实验结果表明,与Fisherfaces、Eigenfaces、正交补空间、零空间等人脸特征提取方法相比,新的人脸表示方法具有一定的优势．

基于最大散度差鉴别准则的自适应分类算法

首先证明了,当类内散布矩阵非奇异时,特定参数值c_0下最大散度差的最优鉴别方向等同于Fisher最优鉴别方向；其次,给出了最大散度差分类算法的识别率随参数C变化的曲线．该曲线通常为一脉冲曲线．随着参数C的增大,识别率也逐渐增大．当参数C增大到c_0时,识别率达到最大值．另外,以往的研究成果表明：当类内散布矩阵奇异时,最大散度差鉴别准则逐步逼近大间距线性投影准则．而且,随着参数C的不断增大,最大散度差分类算法的识别率也单调增大并最终稳定到大间距线性投影分类算法的识别率上．为此,我们提出了基于最大散度差鉴别准则的自适应分类算法．新算法可以根据训练样本的特性(类内散布矩阵是否奇异)自动选择恰当的参数C．在UCI机器学习数据库上的6个数据集以及AR人脸图像数据库上的测试结果表明,自适应最大散度差分类算法具有良好的分类性能．

基于最大散度差准则LDA的电子鼻中药材鉴别方法

在电子鼻的模式识别方法中,线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)是常用的方法之一。然而,当样本类内散布矩阵奇异时,使用传统的基于Fisher准则的LDA算法会出现小样本问题。将最大散度差准则引入线性判别分析中,不仅可以解决小样本问题,实现3种不同产地中药材的正确鉴别,而且分类效果更好。结果表明:对3组样本的最终判别结果达到了97.8%的正确判别率,误判的待测样本只发生在安徽白术。

判别近邻保持嵌入人脸识别

针对普通近邻保持嵌入算法侧重保持样本的局部结构,而没有考虑样本的类判别信息以及小样本问题,提出了一种新的人脸识别算法———判别近邻保持嵌入算法.在近邻保持嵌入算法的基础上,将最大散度差准则引入到其目标函数中.在嵌入低维空间后,类内样本保持它们固有的近邻几何结构关系,而类间样本彼此分离,能够充分提取具有判别力的特征.在AT&T人脸数据库上进行的对比实验表明,与主成分分析、线性判别分析以及近邻保持嵌入算法相比,判别近邻保持嵌入算法的最高识别率分别提高了15.35%、6.47%和6.94%;在Yale人脸数据库上进行的对比实验表明,判别近邻保持嵌入算法的最高识别率分别提高了20.27%、5.63%和2.27%.

鉴别稀疏保持投影的人脸识别算法

在人脸识别领域中遇到的数据往往是高维的,一般会导致维数灾难问题.近年来稀疏表示(Sparse representation,SR)在处理人脸识别等问题时显示出一定的有效性,而后出现的稀疏保持投影(Sparse preserving projections,SPP)算法又以保持数据的稀疏表示结构为目的成功应用于人脸识别领域,但仍存在一些问题.本文针对SPP算法在人脸识别中存在的问题进行了改进,提出了一种叫做鉴别稀疏保持投影(Discriminant sparsity preserving projection,DSPP)的算法.该算法有以下两方面的改进:(1)针对SPP算法未能有效地利用类标签信息的问题,本文利用最大散度差准则(Maximum scatter difference criterion,MSDC)重建SPP算法的目标函数;(2)针对SPP算法计算复杂度高的问题,本文利用带有相同类标签的训练样本用于稀疏重构.在ORL库、CAS-PEAL库、IMM库上的大量实验结果验证了算法的有效性.

新的非线性鉴别特征抽取方法及人脸识别

在非线性空间中采用新的最大散度差鉴别准则,提出了一种新的核最大散度差鉴别分析方法。该方法不仅有效地抽取了人脸图像的非线性鉴别特征,而且从根本上避免了以往核Fisher鉴别分析中训练样本总数较多时,通常存在的核散布矩阵奇异的问题,计算复杂度大大降低,识别速度有了明显的提高。在ORL人脸数据库上的实验结果验证了该算法的有效性。

基于模糊最大散度差判别准则的聚类方法

基于最大散度差判别准则提出了一种模糊最大散度差准则,并根据模糊最大散度差准则提出一种聚类方法(fuzzy maximum scatter difference discriminant criterion based clustering algorithm,简称FMSDC).该方法通过迭代优化方法实现聚类的同时还可以实现特征降维.该方法首先在最大散度差判别准则中引入模糊概念;然后通过具体原则设定模糊最大散度差判别准则中的参数η,从而在一定程度上降低了由参数η引起的敏感性;最后分别根据模糊隶属度μik、最优鉴别矢量ω进行聚类和特征降维.实验结果表明,FMSDC方法不但具有基本的聚类功能,而且具有较好的鲁棒性和较强的特征降维能力.

基于改进的并行特征融合人脸表情识别

基于信息融合理论和线性鉴别分析,提出了一种改进的并行特征融合人脸表情识别方法。该方法首先将不同表征下的人脸表情特征利用复向量组合起来,构成复特征向量,然后利用具有不同权重的最大散度差鉴别分析方法进行进一步的复特征提取。在不同样本库、不同类型特征融合下的实验结果表明,该方法在优化投影轴和避免"小样本"问题的同时得到了满意的识别结果。

LRE试车数据挖掘中基于最大散度差的模糊聚类分析方法

在对液体火箭发动机试车数据进行聚类分析时,为解决故障数据样本与正常样本类间差异不大的问题,引入最大散度差准则,提出基于最大散度差的聚类算法MSD-CA。该算法以散度度量样本间的相似性,使样本的类内散度最小化和类间散度最大化同时进行。在此基础上,应用模糊理论对最大散度差准则进行模糊化,提出基于最大散度差的模糊聚类算法MSD-FCA,用于对试车样本进行"软划分",以提高聚类的正确性。实验结果证明了MSD-FCA的有效性。

基于模糊最大散度差判别准则的自适应特征提取模糊聚类算法

指出皋军等人提出的基于模糊最大散度差判别准则(Fuzzy Maximum Scatter Difference Discriminant Criteri-on,FMSDC)的聚类算法(Fuzzy Maximum Scatter Difference Discriminant Criterion Based Clustering Algorithm,FMSDCA)中聚类中心表达式的推导错误及相关结论的错误,在修改该错误的基础上提出新的基于FMSDC的模糊聚类算法:FMSDC-FCS(Fuzzy Compactness and Separation Clustering Algorithm Based on Fuzzy Maximum Scatter Difference Discriminant Criterion).FMS-DC-FCS利用FMSDC产生最佳投影矢量,利用模糊紧性分离性(Fuzzy Compactness and Separation,FCS)算法对降维数据聚类,通过交替运行原数据空间中的FMSDC和投影空间中的FCS来优化投影矢量和聚类结果,最终通过对降维数据的聚类实现对原始数据的聚类.实验结果表明,FMSDC-FCS总体性能优于原有的FCS算法、FMSDCA算法以及经典的模糊C-均值算法.

一类基于多目标规划的线性鉴别准则

两类Fisher鉴别准则、大间距线性投影准则以及最大散度差鉴别准则都是直接用于模式分类的两类线性鉴别准则,它们的共同点是将"投影后数据的可分性达到最大的方向"作为最优投影方向。区别在于它们对数据可分性的定义有所不同。过去的研究成果表明,大间距线性投影分类器与支持向量机之间、大间距线性投影准则与最大散度差鉴别准则之间以及最大散度差鉴别准则与两类Fisher鉴别准则之间,均存在着这样或那样的联系。论文试图在以往研究成果的基础上进一步理清这些两类线性鉴别准则之间的内在关系,并建立一个统一的理论框架从而将基于投影后数据可分性的这些两类线性鉴别准则都纳入其中。

基于主分量分析的最优鉴别特征抽取

传统的主分量分析方法(PCA)是最为经典的图像特征抽取方法之一,由于其本质上是在最小均方差意义下给出了模式样本的最优表示,所以它通常被作为对高维图像模式进行降维的一种常用方法。但就模式分类而言,这种表示并非是最有效的。首先从统计相关性的角度揭示了PCA抽取的特征本身就具有统计不相关的良好特性。然后通过引入一种新的最大散度差类别可分性判据,从而为在PCA抽取的特征中最优鉴别特征的选取提供了一种有效策略。最后,在AR标准人脸库上的实验结果验证了算法的有效性。

一种新的基于最大散度差准则的特征抽取方法

本文基于最大散度差准则(MSDC),利用统计不相关投影空间,提出了一组具有统计不相关性的最佳鉴别矢量的计算方法。该方法的目标是寻求一组鉴别矢量集,既要使投影后的特征空间的类间散度最大,而类内散度最小;又要使最佳鉴别矢量之间具有统计不相关性。另外,本文还揭示了最大散度差鉴别准则与Fisher准则的内在关系。在ORL与NUST603人脸库上的实验结果表明,本文所提出的方法在识别性能上优于原MSDC特征抽取方法与传统的PCA方法。

基于特征层融合的人脸识别新方法

为了探索人脸识别中有效的特征提取方法,提出了一种基于特征层融合的算法。该方法融合了保局投影(LPP)和最大间距准则(MMC)两种方法。首先对训练样本进行LPP判别分析,得到每个训练样本在LPP子空间上的投影,然后利用MMC方法对所有的投影进行鉴别分析,提取出更有效的样本判别特征;采用最小近邻分类器分类。在ORL人脸库的测试结果表明,在姿态、光照、表情、训练样本数目变化的情况下,该算法都具有较好的识别率。

基于判别等度规映射的人脸识别

等度规映射算法旨在最大限度地保持样本间距离,没有考虑样本的类判别信息。针对该问题,提出一种基于判别等度规映射的人脸识别算法。在等度规映射算法的基础上,引入最大散度差准则,得到优化的目标函数。在嵌入低维子空间后,同类样本保持其固有的近邻几何结构关系,不同类近邻样本则彼此远离。在ORL数据库上的实验结果验证了该算法的有效性。