[發(fā)明專利]一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110407426.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN102521623A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申富饒;竺濤;趙金熙;周志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/66
• 分類號(hào): G06K9/66
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：人臉圖片的預(yù)處理：將所有訓(xùn)練樣本圖片和測(cè)試圖片進(jìn)行規(guī)范化，并對(duì)每張圖片進(jìn)行分塊平移；

步驟二：生成一組以上訓(xùn)練樣本子空間和一組測(cè)試圖片子空間：

對(duì)于訓(xùn)練樣本圖片中每個(gè)圖片的分別用一組正交基底表示，將所有訓(xùn)練樣本圖片中屬于同一人臉的圖片歸類，生成一組樣本子空間表示該類的人臉，每一個(gè)樣本子空間都采用一組正交基底來(lái)表示，從而生成一組以上訓(xùn)練樣本子空間；

對(duì)于一個(gè)測(cè)試圖片生成一組用正交基底表示的子空間，即生成一組測(cè)試圖片子空間；

步驟三：比較測(cè)試圖片子空間與一組以上訓(xùn)練樣本子空間之間的相似度：

將測(cè)試圖片子空間分別與表示第類人臉的一組樣本子空間進(jìn)行比較，s為訓(xùn)練樣本中人臉總數(shù)，找出與測(cè)試圖片整體相似度分?jǐn)?shù)最高的人臉的樣本圖片，記兩者屬于同一人臉，標(biāo)識(shí)為j^*類；

步驟四：增量學(xué)習(xí)：如果在步驟三中標(biāo)識(shí)為第j^*類的測(cè)試圖片與表示第j^*類人臉的樣本圖片之間的相似度大于設(shè)定閾值，則通過(guò)基底變換法對(duì)該組樣本子空間進(jìn)行調(diào)整，生成一組新的樣本子空間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟一人臉圖片的預(yù)處理包括以下步驟：

將所有圖片裁剪成相同大小，保證所有圖片中人臉的雙眼位于圖片中的同一位置；

對(duì)所有圖片進(jìn)行直方圖均衡化；

將每張圖片劃分為多個(gè)相互重疊的大小相同的子塊，令每個(gè)子塊各自生成m×n張平移圖片其中m、n為自然數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟二中正交基底表示圖片包括：

令圖片各子塊生成一個(gè)子空間：設(shè)A₁₁，A₁₂，...，A_mn為m×n張平移圖片的灰度矩陣，令矩陣A_i′j′每列首尾相連，其中1≤i′≤m，1≤j′≤n，得到列向量a_i′j′，將每個(gè)子塊由一個(gè)子空間S_a＝span(a₁₁，a₁₂，...，a_mn)表示，并計(jì)算子空間S_a的正交基底。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟二中，如果訓(xùn)練樣本中兩張以上圖片屬于同一人臉，則將所有圖片的子空間整合，子空間整合方法如下：

要將維數(shù)為k的子空間U和維數(shù)為k的子空間V整合，生成一個(gè)維數(shù)為k的子空間W，首先將子空間U和子空間V表示為如下形式：

分別表示子空間U和子空間V的標(biāo)準(zhǔn)正交基，1≤i≤k；

子空間U中第i個(gè)基底與子空間V中第i個(gè)基底之間的夾角為兩個(gè)子空間之間的第i個(gè)主角度，其中1≤i≤k；

令W＝span(w₁，w₂，w₃，...，w_k)即為同時(shí)代表子空間V與子空間U的空間，η_i為學(xué)習(xí)率參數(shù)，取值范圍為[0，1]。

5.據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟三包括以下步驟：

計(jì)算測(cè)試圖片各子塊與每個(gè)訓(xùn)練圖片各子塊的子空間相似度：表示測(cè)試圖片的第個(gè)子塊與第類人臉的第個(gè)子塊間的相似度，即為局部相似度分?jǐn)?shù)

將各局部相似度分?jǐn)?shù)相加，得到測(cè)試圖片與代表第類人臉的那一組樣本子空間的整體相似度分?jǐn)?shù)

根據(jù)下式找出與測(cè)試圖片整體相似度分?jǐn)?shù)最高的人臉的樣本圖片，記兩者屬于同一人臉，標(biāo)識(shí)為j^*類：

j*=argmaxj‾Scorej‾.]]>

6.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于子空間的增量學(xué)習(xí)人臉識(shí)別方法，其特征在于，步驟四包括以下步驟：

步驟41，判斷步驟三中標(biāo)識(shí)為第j^*類的測(cè)試圖片與表示第j^*類人臉的樣本圖片之間的整體相似度是否大于整體相似度閾值T，如果是，則進(jìn)行步驟42，如果否，則不進(jìn)行增量學(xué)習(xí)；

步驟42，判斷步驟三中標(biāo)識(shí)為第j^*類的測(cè)試圖片與表示第j^*類人臉的樣本圖片之間的局部相似度分?jǐn)?shù)是否大于局部相似度閾值如果是，則通過(guò)式對(duì)原訓(xùn)練樣本子空間的基底進(jìn)行調(diào)整。