[發(fā)明專利]一種用于人臉識別的多特征空間的子字典聯(lián)合訓(xùn)練的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410046610.5
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN103793695B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金志剛;徐楚
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/66
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 程毓英

1.一種用于人臉識別的多特征空間的子字典聯(lián)合訓(xùn)練的方法，包括：將原始訓(xùn)練樣本{X₁…X_N}分別投影到Eigenface，Laplacianface和Gabor特征空間形成子字典O^E,O^L和O^G,然后利用遺傳算法對三個子字典進行聯(lián)合優(yōu)化訓(xùn)練得到子字典N^E,N^L,N^G，步驟如下：

A.根據(jù)原始訓(xùn)練樣本得到原始子字典O^E,O^L,O^G；

B.初始化第一代染色體群S_1,1，…，S_K,1，直至有K個都滿足最小支持度h_msv(S_i,g)＝1，即保證算子在每類中挑選出的樣本數(shù)一定要大于一定比例值ρ，其中表示產(chǎn)生的第g代第i個染色體中挑選的第j類樣本的個數(shù)，N_j表示第j類樣本的個數(shù)；

C.計算每個染色體的適應(yīng)度：

1nΣk=1nΣm∈{E,L,G}<yk,f(xkm,Sm)>+1nΣk=1nλ[3-Σm,m^∈{E,L,G}m≠m^<f(xkm,Sm),f(xkm^,Sm^)>]+1nΣk=1nβΣm∈{E,L,G}||XKm||1]]>

其中，定義運算符n表示訓(xùn)練樣本的個數(shù)，λ∈R,β∈R分別是控制第二部分和第三部分對目標(biāo)函數(shù)值影響的參數(shù)，m,用于選擇所使用的特征空間E,L,G，S＝[S^E,S^L,S^G]是二進制樣本選擇算子，S∈B³ⁿ,S^E∈Bⁿ,S^L∈Bⁿ,S^G∈Bⁿ,分別是Eigenface空間，Laplacianface空間，Gabor特征空間下的二進制選擇算子，對于第K個已標(biāo)記人臉訓(xùn)練樣本，函數(shù)f(X_k^E,S^E)表示用算子S^E作用于O^E產(chǎn)生的子字典訓(xùn)練的分類器對X_k^E的分類標(biāo)簽,表示訓(xùn)練圖片在某一特征空間下基于L₁范數(shù)的稀疏表示系數(shù)；m,用于選擇所使用的特征空間；在三個特征空間下分別令m＝E,m＝L,m＝G計算目標(biāo)函數(shù)值并求和；

D.挑選出適應(yīng)度最大的K/2個染色體，移除另外K/2個染色體；

E.取第一代染色體群中的第i1和i2個染色體S_i1,1，S_i2,1進行染色體雜交；

F.取S_i3,1進行突變；

G.不斷的隨機選取該代中的染色體重復(fù)E,F過程進行雜交變異，新生成的染色體計算其最小支持度，合格者加入原來的群中；

H.群中染色體數(shù)量不斷增加，一旦數(shù)量達到K，該群染色體作為下一代群體再次進行C,D過程，并在此代群中按照要求進行E,F,G過程；

I.如此循環(huán)直至產(chǎn)生了第G代染色體，計算第G代中每個染色體的適應(yīng)度值，取最大值對應(yīng)的染色體為最優(yōu)的選擇算子S_opt；

J.將最優(yōu)的選擇算子作用于原始子字典O^E,O^L,O^G，得到最終的優(yōu)化子字典N^E,N^L,N^G。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人臉識別的多特征空間的子字典聯(lián)合訓(xùn)練的方法，其特征在于：

(1)將原始訓(xùn)練樣本{X₁…X_N}投影到Eigenface特征空間形成子字典O^E，在該特征空間投影后的樣本向量表達式為Y_K＝W_PCA^TX_K,X_K是一個訓(xùn)練樣本向量，W_PCA即為Eigenface特征空間的基組成的矩陣，變換后得到的集合{Y₁…Y_K…Y_N}即為子字典O^E；

(2)將原始訓(xùn)練樣本{X₁…X_N}投影到Laplacianface特征空間形成子字典O^L，在該特征空間投影后的樣本向量表達式為Z_K＝W^TX_K,W＝W_PCA0W_LPP，W_PCA0表示先對原始字典進行主向量分析，從而去噪，W_LPP為Laplacianface特征空間的基組成的矩陣，變換后的{Z₁…Z_K…Z_N}即為子字典O^L；

(3)將原始訓(xùn)練樣本{X₁…X_N}投影到Gabor特征空間，即利用Gabor濾波器對每一個原始列向量進行濾波,從而形成子字典O^G。