[發(fā)明專利]一種基于相關(guān)特征和非線性映射的固定視角人臉超分辨率識(shí)別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110252306.2
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102289679A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃華;曾嘯
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于相關(guān)特征和非線性映射的固定視角人臉超分辨率識(shí)別方法，其特征在于：包含以下步驟：

1)首先，利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)為每一個(gè)固定視角到識(shí)別庫視角的超分辨率識(shí)別單獨(dú)建立一個(gè)變換模型和識(shí)別模型，有多少個(gè)固定視角，就建立多少個(gè)變換模型和識(shí)別模型；

2)然后，估計(jì)測試低分辨率圖像的視角；

3)最后，將測試低分辨率圖像按步驟2)中估計(jì)的視角，輸入到步驟1)中的變換和識(shí)別模型中進(jìn)行識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相關(guān)特征和非線性映射的固定視角人臉超分辨率識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟1)中單獨(dú)建立一個(gè)變換和識(shí)別模型，其中單獨(dú)建立一個(gè)變換模型包含以下步驟：

1)分別利用經(jīng)典的主成分分析方法提取固定視角訓(xùn)練低分辨率圖像和識(shí)別庫視角訓(xùn)練高分辨人臉圖像的識(shí)別特征：

給定一組固定視角的低分辨率訓(xùn)練人臉圖像和另一固定視角的高分辨率訓(xùn)練人臉圖像，為不失一般性，假設(shè)給定的低分辨率固定視角為側(cè)面視角，假設(shè)給定的高分辨率視角為正面視角。分別用和表示，其中m表示訓(xùn)練樣本個(gè)數(shù)，下標(biāo)代表樣本標(biāo)號，上標(biāo)nl，fh分別表示側(cè)面低分辨率和正面高分分辨。分別計(jì)算出對應(yīng)的側(cè)面低分辨率均值μ^nl與PCA基矩陣正面高分辨率均值μ^fh與PCA基矩陣對應(yīng)的側(cè)面低分辨率PCA特征y^nl和正面高分辨率PCA特征y^fh，可以用下面的算式求出，其中上標(biāo)T表示矩陣轉(zhuǎn)置操作：

2)利用上述所提取兩組識(shí)別特征作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，根據(jù)典型相關(guān)分析(Canonical?Correlation?Analysis，CCA)算法得到映射基向量，根據(jù)此映射基向量將識(shí)別特征轉(zhuǎn)換為相關(guān)特征：

采用Ynl=(y1nl,y2nl,...,ymnl)T,]]>Yfh=(y1fh,y2fh,...,ymfh)T]]>分別表示側(cè)面低分辨率PCA特征和正面高分辨率PCA特征，其中m表示訓(xùn)練樣本的數(shù)目，用分別表示對應(yīng)的去中心化數(shù)據(jù)，E(·)表示數(shù)學(xué)期望，V^fh和V^nl分別表示對應(yīng)的正面高分辨率和側(cè)面低分辨率典型相關(guān)變換矩陣，V^fh和V^nl可由典型相關(guān)分析的算法求得。計(jì)算對應(yīng)的側(cè)面低分辨率相關(guān)特征C^nl和正面高分辨率相關(guān)C^fh特征：

Cnl=(Vnl)TY^nl]]>

Cfh=(Vfh)TY^fh]]>

3)利用徑向基函數(shù)(Radial?Basis?Function，RBF)在相關(guān)空間中建立兩種不同視角不同分辨率訓(xùn)練人臉圖像相關(guān)特征之間的映射關(guān)系，根據(jù)此映射關(guān)系得到測試低分辨率人臉圖像對應(yīng)的識(shí)別庫視角下的高分辨率相關(guān)特征的估計(jì)：

對于輸入的側(cè)面低分辨率圖像其中t表示一個(gè)測試樣本的標(biāo)號，其對應(yīng)的PCA特征被計(jì)算出來：

把側(cè)面低分辨率PCA特征投影到相關(guān)空間：

ctnl=(Vnl)T(ytnl-E(Ynl))]]>

采用訓(xùn)練得到的徑向基函數(shù)將側(cè)面低分辨率相關(guān)特征非線性映射得到正面高分辨率相關(guān)特征

其中為所用的多維二次曲面徑向基函數(shù)，T為矩陣轉(zhuǎn)置運(yùn)算，W為訓(xùn)練得到的權(quán)值矩陣，W的計(jì)算表達(dá)式為：

W＝C^fh·inv(φ+τE)

其中inv表示對矩陣的求逆運(yùn)算，τ為一個(gè)很小的正常數(shù)，取值范圍為0.001～0.1，E為單位矩陣，φ為一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，可以由訓(xùn)練數(shù)據(jù)計(jì)算得到，計(jì)算表達(dá)式為：