基于Hu矩和支持向量机的人脸与非人脸分类识别

区域特征和轮廓特征是表征灰度人脸图像的有效方法,而图像矩能够从整体上描述物体的几何特征.在考虑H u矩在图像形状模式表征的优势和支持向量机的分类能力的基础上提出了一种基于Hu矩和支持向量机的人脸检测方法,首先提取人脸与非人脸的Hu矩,作为图像特征,然后将特征送入支持向量机进行学习.训练采用了单样本和双样本两种方法,最后用训练得到的模型对测试样本进行测试,实验结果表明,该方法是可行的.     

结合导向滤波和最大概率的高光谱图像分类

针对利用滤波器提取高光谱图像的空间特征辅助光谱信息来提高高光谱图像分类精度的不足,提出导向滤波提取的空间纹理信息和最大概率结合的高光谱图像分类算法(SGD-SVM-GD)。鉴于空间纹理信息挖掘不足,该方法首先利用导向滤波提取由主成分分析降维后的高光谱图像空间纹理特征,然后将空间信息与光谱信息结合,交由支持向量机完成分类得到初始分类结果,最后结合导向滤波和概率最大化优化分类结果。实验表明,相比单纯使用光谱信息、纯空间信息和空谱结合的SVM分类方法以及边缘保持滤波的方法,所提出的SGDSVM-GD方法对高光谱图像的分类精度有较大提高,表明了该方法的有效性。     

基于分块 PCA 与端元提取的壁画线条增强研究

线状特征是壁画中的重要元素。然而受到自然及人为因素的影响,壁画的部分线条常常变得模糊,人眼难以辨别。因此,提出一种利用高光谱影像分块主成分分析(PCA)与端元提取相结合的线状特征增强方法。首先,利用支持向量机(SVM)对壁画的合成真彩色影像进行分类,根据分类结果得到壁画标签数据,实现高光谱影像同质区域的分块数据。其次,对各分块影像进行顶点成分分析(VCA)得到候选端元集,通过构造投影矩阵合并相似端元确定最终端元集。然后,利用非负最小二乘算法解混得到线条丰度图。最后,将分块 PCA 的第一主成分影像归一化后与线条丰度图进行波段加权平均获取线状特征增强影像,将其与合成真彩色影像进行 HSV 图像融合得到线状特征融合影像。以瞿昙寺壁画局部高光谱影像为例进行了验证,结果表明,该算法能增强壁画中的线状特征,且较 PCA 增强法效果更好。     

ELM与SVM在高光谱遥感图像监督分类中的比较研究

在高光谱遥感图像监督分类过程中加入空间特征信息,可有效提高分类的速度与精度。将空间信息提取方法分水岭法与极限学习机(ELM)和支持向量机(SVM)相结合,对两种分类方法加入空间特征信息前后的分类结果进行时间与精度的综合评价与比较分析。以意大利帕维亚大学(PaviaU)ROSIS和博茨瓦纳(Botswana)奥卡瓦纳三角洲Hyperion高光谱遥感数据进行试验,首先对原始图像数据进行预处理,对不同地物类别选取适当的训练样本作为分类的参考区域,然后对各类别的光谱特征进行分析,并分别运用两种分类方法对数据集进行分类实验;之后将光谱特征与空间特征结合对数据进行分类试验。实验结果表明:在分类时间及精度方面,极限学习机(ELM)均优于支持向量机(SVM);在分类过程中引入空间特征信息,可有效提高分类精度。     

一种自适应的图像型火灾探测算法

以火灾视频和干扰视频为分析对象,利用支持向量机研究火焰及干扰物体的分类识别问题.提取火灾图像的面积变化率、圆形度以及相关系数特征,比较三种不同核函数支持向量机的训练效果,并对传统的支持向量机进行改进,提出一种自适应图像型火灾探测算法.实验结果表明:该算法能进一步提高火灾图像的分类精度和火灾识别的准确率.     

基于多特征和改进SVM集成的图像分类

现有图像分类方法不能充分利用图像各单一特征之间的优势互补特性,提取的特征中存在大量冗余信息,从而导致图像分类精度不高。为此,提出一种基于多特征和改进支持向量机(SVM)集成的图像分类方法。该方法能提取全面描述图像内容的综合特征,采用主成分分析对所提取的特征进行变换,去除冗余信息,使用支持向量机的集成分类器RBaggSVM进行分类。仿真实验结果表明,与同类图像分类方法相比,该方法具有更高的图像分类精度和更快的分类速度。     

结合超像元和子空间投影支持向量机的高光谱图像分类

目的 高光谱图像包含了丰富的空间、光谱和辐射信息,能够用于精细的地物分类,但是要达到较高的分类精度,需要解决高维数据与有限样本之间存在矛盾的问题,并且降低因噪声和混合像元引起的同物异谱的影响。为有效解决上述问题,提出结合超像元和子空间投影支持向量机的高光谱图像分类方法。方法 首先采用简单线性迭代聚类算法将高光谱图像分割成许多无重叠的同质性区域,将每一个区域作为一个超像元,以超像元作为图像分类的最小单元,利用子空间投影算法对超像元构成的图像进行降维处理,在低维特征空间中执行支持向量机分类。本文高光谱图像空谱综合分类模型,对几何特征空间下的超像元分割与光谱特征空间下的子空间投影支持向量机（SVMsub）,采用分割后进行特征融合的处理方式,将像元级别转换为面向对象的超像元级别,实现高光谱图像空谱综合分类。结果 在AVIRIS（airbone visible/infrared imaging spectrometer）获取的Indian Pines数据和Reflective ROSIS（optics system spectrographic imaging system）传感器获取的University of Pavia数据实验中,子空间投影算法比对应的非子空间投影算法的分类精度高,特别是在样本数较少的情况下,分类效果提升明显;利用马尔可夫随机场或超像元融合空间信息的算法比对应的没有融合空间信息的算法的分类精度高;在两组数据均使用少于1%的训练样本情况下,同时融合了超像元和子空间投影的支持向量机算法在两组实验中分类精度均为最高,整体分类精度高出其他相关算法4%左右。结论 利用超像元处理可以有效融合空间信息,降低同物异谱对分类结果的不利影响;采用子空间投影能够将高光谱数据变换到低维空间中,实现有限训练样本条件下的高精度分类;结合超像元和子空间投影支持向量机的算法能够得到较高的高光谱图像分类精度。     

基于粗糙集和支持向量机的图像分割技术研究

为了提高图像分割精度和实用性,利用粗糙集和支持向量机优点,提出一种基于粗糙集和支持向量机相融合的图像分割算法。首先利用粗糙集图像区域特征进行约简,以降低特征向量维数,然后采用支持向量机对这些特征进行学习,建立图像分割模型,从而实现图像的分割。实验结果证明,该方法不仅提高了图像分割精度,大大缩短了训练时间,而且分割效果要优于常规图像分割算法,能够很好满足图像处理的实时性要求,为进行图像分割提供了一个新的研究思路。     

基于分割区域及特征相似度的玉米田遥感图像分类方法

针对遥感图像中玉米田目标光谱复杂,同物异谱现象严重导致分类结果差的问题, 提出一种基于分割区域及特征相似度的玉米田遥感图像分类方法。首先利用主成分分析法(PCA) 对多光谱和高分辨全色融合图像进行第一主成分提取,以获得包含丰富图像信息的单色图像I; 对I 进行分水岭分割,得到一幅过分割目标区域图;构建由纹理、亮度及轮廓特征相似度组成 的特征组;最后基于随机森林原理,利用构建的特征组对玉米目标进行提取。用高分一号卫星 数据进行实验,并与支持向量机方法(SVM)、神经网络算法和最大似然算法进行了比较分析, 实验表明,该方法的分类精度优于其他算法。     

基于生成对抗网络的高光谱图像分类

针对高光谱图像分类领域中特征利用不足的问题,提出了一种基于生成对抗网络（Generative Adversarial Networks,GANs）的高光谱图像分类方法。根据高光谱图像空间域和光谱域的相关性,利用GANs方法,挖掘其深层特征,生成可分性更高的高光谱图像,并通过支持向量机（Support Vector Machine,SVM）对生成的高光谱图像进行分类。使用两组高光谱数据进行实验,结果表明,该方法能够在少量高光谱波段的情况下,对抗学习到较好的生成模型,使得生成的高光谱图像在地物分类实验中具有更高的分类精度。     

融合Hu矩与BoF-SURF支持向量机的手势识别

基于尺度不变特征变换的特征包（BoF-SIFT）支持向量机的分类方法具有较好的手势识别效果, 但是计算复杂度高、实时性较差。为此, 提出了融合Hu矩与基于快速鲁棒特征的特征包（BoF-SURF）支持向量机（SVM）的手势识别方法。特征包模型中用快速鲁棒性特征（SURF）算法替换尺度不变特征变换（SIFT）算法提取特征, 提高了实时性, 并引入Hu矩描述手势全局特征, 进一步提高识别率。实验结果表明, 算法无论是实时性还是识别率都要高于BoF-SIFT支持向量机方法。     

融合迁移学习的Inception-v3模型在古壁画朝代识别中的应用

针对古代壁画图像数量少、质量差、特征提取困难和存在壁画文本与绘画风格相似等问题,提出了一种融合迁移学习的Inception-v3模型来对古代壁画的朝代进行识别与分类。首先,将Inception-v3模型在ImageNet数据集上进行预训练以得到迁移模型;然后,将迁移模型在小型壁画数据集上进行参数微调后对壁画图像提取高层特征;其次,增加两个全连接层来增强特征表达能力,并用颜色直方图与局部二值模式（LBP）纹理直方图提取壁画的艺术特征;最后,将高层特征与艺术特征相融合,用Softmax分类器进行壁画的朝代分类。实验结果表明,所提出的模型训练过程稳定,在构造的小型壁画数据集上,其最终准确率为88.70%,召回率为88.62%,F1值为88.58%,以上各评价指标均优于AlexNet、VGGNet等经典网络模型;与LeNet-5、AlexNet-S6等改进的卷积神经网络模型相比,该模型对各朝代类别准确率平均提升了至少7个百分点。可见,该模型泛化能力强,不易出现过拟合现象,能有效识别壁画所属朝代。     

基于空谱特征的核极端学习机高光谱遥感图像分类算法

近年来,局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP)由于其在空间特征提取方面具有显著的优势被应用于高光谱遥感图像分类中,该算法在空间特征提取上虽减少类内方差,却忽视了用于区分不同地物类别的光谱特征。为避免在图像分类过程中提取单一特征导致特征提取不充分、分类效果不理想的问题,通过将空间特征和光谱特征进行矢量堆叠得到新的空谱特征向量。再将新的空谱特征向量引入到核极端学习机中,提出一种基于空谱特征的核极端学习机高光谱遥感图像分类算法(Space Spectrum feature Kernel Extreme Learning Machine,SS-KELM)。为验证所提算法的有效性,将使用两个高光谱图像数据集进行实验。实验结果表明所提SS-KELM算法的分类性能优于目前较为常见的传统分类算法。     

Recognition of control chart patterns using an intelligent technique

Control chart patterns (CCPs) are important statistical process control tools for determining whether a process is run in its intended mode or in the presence of unnatural patterns. Automatic recognition of abnormal patterns in control charts has seen increasing demands nowadays in the manufacturing processes. This paper presents a novel hybrid intelligent method for recognition of common types of CCP. The proposed method includes three main modules: the feature extraction module, the classifier module and optimization module. In the feature extraction module, a proper set of the shape features and statistical features is proposed as the efficient characteristic of the patterns. In the classifier module multilayer perceptron neural network and support vector machine (SVM) are investigated. In support vector machine training, the hyper-parameters have very important roles for its recognition accuracy. Therefore, in the optimization module, improved bees algorithm is proposed for selecting of appropriate parameters of the classifier. Simulation results show that the proposed algorithm has very high recognition accuracy.     

基于支持向量机的电路故障诊断模型

提出了一种基于遗传编程和支持向量机的故障诊断模型。通过遗传编程对时域指标进行特征选择和提取，得到更能反映信号本质的特征信号，该特征信号可作为识别特征输入多类支持向量机，实现对模拟电路不同类型软故障的识别。实验结果表明，同传统时域指标相比，经过遗传选择和提取的特征对模拟电路的软故障具有更好的识别能力，进而提高了多类支持向量机的分类准确性。     

适应性增强胶囊网络的古壁画朝代识别算法

针对壁画图像自身存在多义性、不同朝代的壁画绘画风格存在差异性和传统的人工直接参考壁 画文本或历史文献识别壁画朝代存在费时、费力等问题,提出了适应性增强胶囊网络(AEC)的古壁画朝代识别 算法,对莫高窟壁画自动进行朝代识别。在原生胶囊网络基础上,首先引入预先卷积结构对壁画图像进行高层 特征提取;其次增加均层激活增强模型的拟合性能;最后对胶囊网络进行适应性增强,在提高梯度平滑度的基 础上利用自适应学习率进行优化提高模型的分类精度。实验结果表明在所构造的 DH1926 壁画数据集上,AEC 模型准确率为 84.44%、平均精确度(MAP)为 82.36%、平均召回率(MAR)为 83.75%、综合评价指标为 83.96%。 与改进的卷积神经网络(CNN)和原生胶囊网络等其他网络结构相比,各项评价指标均有 3%以上的提升,有较 强的拟合性能,能够多层次提取壁画的丰富特征,表达图像更细节的语义信息,在莫高窟壁画朝代识别中具有 更高的准确度和更好的鲁棒性,有一定的应用价值与研究意义。     

ECG beat classification using particle swarm optimization and support vector machine

In this paper, we propose a novel ECG arrhythmia classification method using power spectral-based features and support vector machine (SVM) classifier. The method extracts electrocardiogram’s spectral and three timing interval features. Non-parametric power spectral density (PSD) estimation methods are used to extract spectral features. The proposed approach optimizes the relevant parameters of SVM classifier through an intelligent algorithm using particle swarm optimization (PSO). These parameters are: Gaussian radial basis function (GRBF) kernel parameter σ and C penalty parameter of SVM classifier. ECG records from the MIT-BIH arrhythmia database are selected as test data. It is observed that the proposed power spectral-based hybrid particle swarm optimization-support vector machine (SVMPSO) classification method offers significantly improved performance over the SVM which has constant and manually extracted parameter.     

基于生成模型的古壁画非规则破损部分修复方法

为了更好地保存和修复珍贵的古代壁画艺术,在现有的人工修复技术之上,结合 数字虚拟修复方法,使用深度学习中生成网络的方法自动生成壁画缺失部分,可以有效地提高 修复效率,降低修复成本。用于修复的网络整体上是一个自编码器结构,编码器将待处理壁画 图像和破损部分对应的掩膜作为输入,进行特征提取。解码器将编码器得到的特征图通过反卷 积的方法恢复到原来尺寸,完成修复,自动将破损区域进行补全。同时,通过对待修复壁画进 行分块修复再拼接的方法实现了对任意尺寸壁画的修复。与其他数字壁画修复方法相比,该方 法更加通用,不受壁画种类和破损情况的限制。在一般破损的壁画上可以得到超过目前先进水 平的修复效果,并且在人眼无法辨识有效信息的大面积破损的壁画上,仍可以恢复得到有完整 语义的图像。     

壁画图像分类中的分组多实例学习方法

针对壁画图像具有较大类内差异的特点,提出一种分组策略,将样本空间划分为不同的子空间,每一个子空间中的所有训练样本训练分类器模型,测试阶段,根据测试样本落到的子空间来选择不同的分类模型对测试样本进行分类。在各个子空间训练分类器时,为了克服壁画图像较强背景噪音的影响,我们将每一幅壁画图像样本看作多个实例的组成,采用多实例学习的方式来训练分类器。训练过程中,我们引入隐变量用于标识每一个实例,隐变量的存在使得分类器的优化问题不是一个凸问题,因此我们无法用梯度下降法去直接求解,本文中我们采用迭代的方式训练Latent SVM作为每一个子空间的分类器。实验证明了本文的分类模型能够较大程度的解决壁画图像的类内差异以及背景噪音对分类结果造成的影响。