基于核技术的FSDA人脸识别算法研究

来源 :上海海事大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:loupee
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人脸识别的研究成为当前模式识别和人工智能领域的一个研究热点。虽然人类能毫不费力地识别出人脸及其表情,但人脸的自动机器识别却是一项极具挑战的课题,涉及到模式识别、图像处理及生理、心理学等方面的诸多知识。它在理论和应用中的潜在价值一直激励着科研人员的不懈努力。 人脸识别概念可简单的描述为:给定某一场景的静态图片或动态视频图像,根据所存储的脸面数据库识别或确认一个或更多的人。在计算机视觉领域里,人脸识别过程分为人脸检测、特征提取、识别或确认三部分完成。特征提取是其中一项非常重要的组成部分。 本文以核技术(kernel)和Foley-Sammon线性鉴别分析(Foley-Sammon Discriminant Analysis, FSDA)的思想为主要研究方法,以人脸识别的各关键步骤为主要应用目标,系统研究了人脸识别的技术理论。 现实中原始样本的分布通常是高度复杂和非线性的,利用传统的方法来解决分类问题一般不能取得令人满意的结果。受SVM理论中有关核技术的启发,本文提出了一种非线性特征抽取方法—KFSDA方法(kernel-based Foley-Sammon discriminant analvsis)。KFSDA方法综合了FSDA和核技术的优点,KFSDA基本思想是:首先将原始训练样本通过一个非线性映射变换到某一高维(可能是无限维)特征空间H中,然后在高维特征空间H中完成FSDA。FSDA的基本思想就是在Fisher鉴别准则函数取极值的条件下,先求得一组满足正交条件的最佳鉴别矢量,然后再将高维特征矢量投影到这些鉴别矢量上,来构成低维的特征空间,以使模式识别可在低维空间中进行。 利用它来抽取原始样本特征,一方面能够使得高度复杂和非线性的原始样本线性化和简单化;另一方面能够使得样本特征之间的冗余信息明显地降低。在ORL标准人脸库上的实验结果验证了本文方法的有效性。
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