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伴随着信息技术在各个领域的蓬勃发展,如何进行快速、有效的个人身份验证,已逐渐成为人们关注的焦点。人脸识别相比于其他生物特征识别技术具有很多独特的优势,研究人脸识别可以推进人类对视觉系统的认知,并且能够解决个人隐私安全、公共安全、国家安全和信息安全等问题。因此,人脸识别一直是科学界的热门研究领域。 本文重点研究基于流形学习的人脸识别算法。流形学习是一个热门领域。传统的基于子空间的降维方法都是线性变换的。但最新的研究指出,人脑感知世界可能是基于非线性流形的。基于线性变换的传统降维方法不适合非线性的流形空间。因此,人们开始对流形学习进行深入研究。本文在流形学习的基础上,研究人脸识别算法。针对传统的人脸识别算法:主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、保局投影算法(LPP),以及判别保局投影算法(DLPP)无法处理小样本问题,提出了指数判别保局投影算法(EDLPP)。 本文首先研究了流形学习中的等距映射(ISOMAP)、局部线性嵌入(LLE)和拉普拉斯特征映射(LE)这三种经典算法,并分析了它们的优缺点。由于这三种算法没有具体的投影矩阵,因此,很难直接提取测试样本的特征,导致测试样本出现时,需要重新计算包括训练样本在内的所有样本数据,计算量非常大,因而不适合人脸识别领域。其次,本文对基于子空间的人脸识别算法的进行了深入研究,主要研究了主成分分析法、线性判别分析法、保局投影算法、判别保局投影算法,主成分分析法、线性判别分析法是基于线性变换的,在欧氏结构上非常有效,但无法保持原始数据的非线性流形结构,并且无法处理小样本问题;保局投影、判别保局投影算法是基于流形学习的,可以很好的保持原始数据的流形结构,但同样无法处理小样本问题。针对主成分分析法、线性判别分析法、保局投影算法、判别保局投影算法无法处理小样本问题的缺点,本文给出了改进思路,在判别保局投影的基础上,引入矩阵指数,提出指数判别保局投影算法(EDLPP),并在ORL、YALE、LFW人脸数据库进行对比实验,实验结果表明,EDLPP的算法比其他几个算法表现的更优越,证明了EDLPP算法的有效性。