基于局部保留投影的人脸特征提取研究

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1、工学硕士学位论文基于局部保留投影的人脸特征提取研究冯歌哈尔滨工业大学2008年12月图内图书分类号：TP391.4国际图书分类号：004.9工学硕士学位论文基于局部保留投影的人脸特征提取研究硕士研究生：冯歌导师：徐勇副教授申请学位：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2008年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391.4U.D.C:004.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonFaceFeatureExtractionsBa

2、sedonLocalityPreservingProjectionsCandidate:GeFengSupervisor:AssociateProf.YongXuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ComputerScienceandTechnologyAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈

3、尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要人脸识别技术是当前模式识别的主要分支之一。人脸是典型的高维数据，如何从这些高维数据中找出事物的本质规律成为迫切需要解决的问题。通常的办法在高维数据中尽可能多的提取有用的特征，然后根据需要对特征进行降维。局部保留投影是一种基于数据局部结构的降维方法，它能够保留数据之间的几何结构和相关性。由于局部保留投影是基于向量表示的降维方法，应用在高维数据集上容易产生“小样本问题”。而人脸数据是典型的高维小样本数据。目前解决该问题的方法是采用Laplacianface方法，即先用传统的主成份分析方法降维，之后再使用局部保留投影降维。但是主成分分

4、析破坏了数据集的几何特征和数据之间的相关性，影响局部保留投影算法的实现。本文分析了局部保留投影算法特征，提出了三个改进方法。并在ORL和AR人脸库上与Laplacianface方法做比较，实验结果证明了改进方法的有效性。本文同时对二维局部保留投影算法(2DLPP)进行研究。2DLPP是局部保留投影的矩阵扩展方法，它不改变局部保留投影的局部保留特性。2DLPP和LPP均是非监督学习方法，他们只考虑到数据局部结构关系而没有利用类的标签信息。本文在2DLPP基础上提出的两个新的方法，分别是2D监督局部保留投影(2DSLPP)和判别的2D监督局部保留投影(2DDSLP

5、P)。2DSLPP可以聚集同类样本。2DDSLPP则最小化类内间距同时最大化类间间距的形式，找出最能区分类的子空间。在论文的实验章节部分，我们给出2DSLPP、2DDSLPP与2D线性判别分析方法(2DLDA)、2D判别局部保留投影(2DDLPP)的比较，AR人脸库和ORL人脸库的实验结果表明，2DSLPP和2DDSLPP的准确率要明显高于2DSLPP，在这6个方法中，2DDSLPP表现最好。实验证明了我们提出的方法的有效性。关键词：降维；局部保留投影；2D局部保留投影算法；2D监督局部保留投影I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHumanface

6、recognitionisoneofthemostimportantfieldsofpatternrecognition.Humanfaceimageistheclassichigh-dimensionalitydata.Howtofindtheintrinsiccharactersfromsomanyfeaturesisanurgentissue.Thecommonmethodisthatfirstcollectingasmanyusefulfeaturesaspossibleandthenreducingthedata’sdimensionality.Lo

7、calitypreservingprojections(LPP)isadimensionalityreductionmethod.Itpreservesthelocalandthegeometrystructureofthedatasetandisusedinmanyfields.ButLPPcancausethesmallsizeproblemwhenusedonhigh-dimensionalitydataset.Laplacianfacemethodwasproposedtosolvethisproblem.Laplacianfaceconductsth

8、ePCAdimensionalityr