基于LFDA和GA-ELM的高光谱图像地物识别方法研究

高光谱图像的高维特性和波段间的高相关性,导致高光谱图像地物识别问题研究中,面临着数据量大、信息冗余的问题,降低了高光谱图像的分类识别精度。针对以上问题,提出了基于局部保留降维（Local Fisher Discriminant Analysis,LFDA）结合遗传算法（Genetic Algorithm, GA ）优化极限学习机（Extreme Learning Machine, ELM）的高光谱图像分类方法。首先,采用LFDA对高光谱图像数据进行降维处理,消除信息冗余并保留局部邻域内主要特征;然后用GA优化ELM,对降维处理后的特征样本进行分类,提高高光谱图像的分类识别精度。将该方法应用于Salinas和Pavia University高光谱图像的地物识别问题研究,分类精度分别达到了98.56%和97.11%,由此验证了该方法的有效性。     

应用二维EMD和独立成分分析的掌纹识别

提出一种基于二维经验模式分解（Two-dimensional Empirical Mode Decomposition,2-D EMD）和独立成分分析（Independent Comment Analysis,ICA）相结合的掌纹识别新方法。利用2-D EMD自适应的时频局域化多尺度和ICA II表征数据的高阶统计特性来提取掌纹特征。首先,对预处理过的掌纹图像进行2-D EMD分解得到多层本征模函数（Intrinsic Mode Function,IMF）;其次,利用基于PCA（Principal Component Analysis）降维处理的FastICA II算法提取IMF子图像集的掌纹特征基向量;最后,设计实验测试（2-D EMD+ICA II）的识别性能。实验结果表明,该方法能更有效地提取掌纹特征,与传统的ICA II相比,具有重构图像信噪比好、识别率高等优点。     

结合纯像元提取和ICA的高光谱降维方法*

摘要：为了实现高光谱降维并保留重要的光谱特征,通过独立分量分析（Independent Component Analysis, ICA）混合模型和高光谱线性模型的对比分析,提出了结合纯像元提取和ICA的高光谱数据降维方法。该方法通过估计虚拟维数(Virtual Dimensionality, VD)确定特征个数,采用自动目标生成过程（Automatic Target Generation Process, ATGP）从原始数据中提取纯像元向量,作为ICA算法的初始化向量,以负熵为目标函数产生独立分量,并通过高阶统计量筛选实现高光谱数据的降维。分类实验结果表明,该方法不仅解决了传统ICA的随机排序问题,而且与经典降维算法主分量分析（Principal Components Analysis, PCA）相比,分类精度提高了6.83%,在大大降低高光谱数据量的情况下很好的保留了高光谱数据的特征,有利于数据的后续分析和应用。     

基于SPCA和域变换递归滤波的高光谱图像分类

提出一种基于分割的主成分分析（Segmented Principal Component Analysis,SPCA）和域变换递归滤波（Domain Transform Recursive Filtering,DTRF）的高光谱图像分类算法。利用SPCA方法降低高光谱图像的维数和提取各波段子集的第一主成分。使用不同参数的域变换递归滤波器对各波段子集第一主成分进行滤波,形成堆叠的边缘保持滤波图。采用主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）将堆叠的边缘保持滤波图进行特征融合。利用基本阈值分类器（Basic Thresholding Classifier,BTC）对融合后的主成分进行分类。仿真实验表明,所提方法能够提高分类精度,且在总体分类精度、平均分类精度、Kappa系数等方面优于已有方法。     

基于图像分块的改进Fisher人脸识别算法

二维方法用于图像矩阵特征提取,虽然速度快,但影响了分类速度。针对二维线性鉴别分析（Two-Dimensional Linear Discriminant Analysis,2DLDA）的特点,研究了一种基于图像分块的改进Fisher人脸识别算法,该算法首先对人脸图像进行压缩降维处理,得到相应的特征矩阵,然后利用改进Fisher算法对特征矩阵进行类间离散度矩阵和类内离散度矩阵的计算,该算法充分考虑了类别信息,避免了传统Fisher算法造成的小样本问题,有效提高了分类速度。基于ORL（Olivetti Research Laboratory）与Yale人脸数据库的实验结果证明了该算法的有效性。     

基于Fisher-PCA和深度学习的入侵检测方法研究

为了在攻击形式多样化、入侵数据海量及多维化的环境中快速、准确地识别网络攻击,提出了一种融合Fisher-PCA特征提取与深度学习的入侵检测算法。通过Fisher特征选择算法选出重要的特征组成特征子集,然后基于主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）将特征子集进行降维,提取出了分类能力强的特征集。构建了一种新的DNN（Deep Neural Networks）深度神经网络模型对网络攻击数据和正常数据进行识别与分类。在KDD99数据集上进行试验,结果表明这种入侵检测算法与传统的ANN、SVM算法相比,在准确率上分别提高了12.63%、6.77%,在误报率上由原来的2.31%、1.96%降为0.28%,与DBN4 、PCA-CNN算法相比,在准确率和检测率保持基本相同的同时有着更低的误报率。     

基于SIFT特征和Fisher的人脸识别方法

针对人脸识别中特征提取和特征分类问题,提出一种基于SIFT特征和Fisher鉴别的人脸识别新方法。采用具有旋转、缩放、平移、光照不变性及部分仿射不变性的SIFT特征作为初级特征,利用Fisher线性鉴别方法再次提取初级特征,从而得到样本的二次特征,通过比较二次特征之间的欧氏距离,得到识别结果。实验结果表明,新的方法具有99．65％的正确识别率,高于Fisher方法和核Fisher方法,识别速度和Fisher方法相当。     

Mixed KPCA结合纹理特征的SVM盐碱土信息提取

核函数是核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）的核心,目前使用的核函数都是单一核函数。尝试通过将光谱角径向基核函数（Spectral Angle Radial Basis Function,SA-RBF）与RBF组合形成混合核函数。在研究中,利用基于该混合核函数的KPCA进行特征提取,将其光谱特征波段和纹理特征相结合用于盐碱土的SVM分类,将分类结果与其他SVM分类进行比较,结果表明：该方法优于其他SVM方法,能有效提取玛纳斯河流域绿洲区的盐碱土专题信息,分类精度是89.000%,kappa系数是0.876。     

基于知识决策树的城市水体提取方法研究

针对城市水体与建筑物阴影、沥青路面和浓密植被等暗地物的光谱混淆性,构建了结合光谱特征和空间特征的城市水体提取知识决策树。其基本思路为：首先 利用短波红外波段提取暗地物,其次分别利用浓密植被在近红外波段和沥青路面在红波段中的反射率剔除这两类暗地物,再次利用空间密度特征剔除建筑物阴影,最 后根据面积对水体进行补充识别。与现有方法相比,本方法提出了城市水体提取中需关注的暗地物类型并开展针对性特征分析,并利用由噪声环境下密度聚类方法 （DBSCAN）描述的空间密度特征区分城市水体和建筑物阴影。对北京城区SPOT 5多光谱影像开展的实验得到的检测率为86.18%,虚警率为13.82%,表明本方法是基于 中分辨率多光谱影像提取城市水体的有效方法。     

基于KPCA光谱特征约束的水边线提取算法

为充分利用遥感影像的多波段光谱特征,提高水边线的提取精度,提出了基于核主元分析（KPCA）光谱特征约束的水边线提取模型。利用KPCA变换提取水体样本的光谱特征,采用最大似然法估计特征空间中水体光谱特征概率密度函数的特征参数,进而构建水体的光谱特征项。以测地线活动轮廓（GAC）模型为基础,建立图像数据项。结合光谱特征项和图像数据项建立水边线提取模型。在Landsat TM数据集上进行的水边线提取实验验证了算法的有效性,与GAC模型和基于距离正则化的水平集方法（DRLSE）相比较,该算法提取的水边线,在保证一定运行速度的情况下,更准确。     

鲁棒主元分析在掌纹识别中的应用

为了对存在异常值的图像构建低维线性子空间的描述,提出用鲁棒主元分析(RPCA)的新方法进行掌纹识别。运用图像下抽样方法降低掌纹空间的维数,在低维图像上应用RPCA提取低维的投影向量,然后将训练图像和待识别图像向投影向量上投影得到鲁棒主元特征,计算特征向量间的余弦距离进行掌纹匹配。运用PolyU掌纹图像库进行测试,结果表明,与主元分析(PCA)、独立元分析(ICA)和核主元分析(KPCA)相比,RPCA算法的识别率最高为99%,特征提取和匹配总时间0.032 s,满足了实时系统的要求。     

一种融合KPCA和KDA的人脸识别新方法

核判别分析（KDA）和核主成分分析（KPCA）分别是线性判别分析（LDA）和主成分分析（PCA）在核空间中的非线性推广,提出了一种融合KDA和KPCA的特征提取方法并应用于人脸识别中,该方法综合利用KDA和KPCA 的优点来提高人脸识别的性能。此外,还提出了一种广义最近特征线(GNFL)方法来构造有效的分类器。实验结果证明：提出的方法获得了更好的识别结果。     

基于PPP-80TDA分布式光纤温度传感技术的数值模拟

基于脉冲预泵浦布里渊光时域分析法的分布式光纤温度传感技术是近年来出现的一种新型温度传感技术.本文采用有限差分法对一维瞬态受激布里渊散射的耦合波方程进行了数值求解,分别模拟了传感器在不同温度情况下的布里渊散射三维频谱图,得到了布里渊散射谱的中心频率、布里渊频移以及功率随温度变化的趋势.仿真结果表明,理论模拟与实际相符,并...     

独立环形对称Gabor特征及在人脸识别中的应用

提出了一种基于2D环形对称Gabor变换（2DCSGT）和独立成分分析（ICA）的特征提取方法,并用于人脸识别中。对人脸图像做5尺度2D环形对称Gabor变换;对变换后的图像下采样并采用主成分分析（PCA）进行降维;采用ICA获得人脸图像的独立环形对称Gabor特征（ICSGF）;采用最近邻分类法分类。在ORL、YALE和FERET人脸数据库上,基于ICSGF的人脸识别算法的正确识别率分别达到99.5%、93.33%和97.14%。实验结果表明,ICSGF方法有效可行。     

基于多特征i-vector的短语音说话人识别算法

当测试语音时长充足时,单一特征的信息量和区分性足够完成说话人识别任务,但是在测试语音很短的情况下,语音信号里缺乏充分的说话人信息,使得说话人识别性能急剧下降。针对短语音条件下的说话人信息不足的问题,提出一种基于多特征i-vector的短语音说话人识别算法。该算法首先提取不同的声学特征向量组合成一个高维特征向量,然后利用主成分分析（PCA）去除高维特征向量的相关性,使特征之间正交化,最后采用线性判别分析（LDA）挑选出最具区分性的特征,并且在一定程度上降低空间维度,从而实现更好的说话人识别性能。结合TIMIT语料库进行实验,同一时长的短语音（2 s）条件下,所提算法比基于i-vector的单一的梅尔频率倒谱系数（MFCC）、线性预测倒谱系数（LPCC）、感知对数面积比系数（PLAR）特征系统在等错误率（EER）上分别有相对72.16%、69.47%和73.62%的下降。不同时长的短语音条件下,所提算法比基于i-vector的单一特征系统在EER和检测代价函数（DCF）上大致都有50%的降低。基于以上两种实验的结果充分表明了所提算法在短语音说话人识别系统中可以充分提取说话人的个性信息,有利地提高说话人识别性能。     

基于改进EST的人脸性别分类方法

提出一种基于改进的特征空间分离变换和支持向量机的人脸性别分类方法。在FERET人脸库和淮阴师范学院学生人脸库上进行实验,比较不同的特征提取方法和分类方法处理人脸性别分类问题的性能,结果表明,采用新方法在最优投影轴数和正确识别率方面均取得较好的结果,在2种人脸库上的正确识别率优于主成分分析方法和线性鉴别分析方法。     

二维典型相关分析及其在人脸识别中的应用

通过对传统的基于向量的典型相关分析(CCA)方法进行改进,提出了一种新的直接基于特征矩阵的二维典型相关分析方法(2DCCA),并将其应用于人脸识别的特征融合过程中。较基于向量的典型相关分析,该方法的优点主要有两点：第一,该方法计算过程中构造的协方差矩阵维数大幅度减小,这在一定程度上避免了人脸识别中存在的“高维小样本问题”;第二,由于协方差矩阵维数的缩减,使特征抽取的速度明显提高。最后在ORL标准人脸库和AR大型人脸数据库上的实验结果有效地验证了这两点。     

基于规范化KDDA的人脸识别算法

传统的PCA和LDA算法受限于“小样本问题”,且对像素的高阶相关性不敏感。论文将核函数方法与规范化LDA相结合,将原图像空间通过非线性映射变换到高维特征空间,并借助于“核技巧”在新的空间中应用鉴别分析方法。通过对ORL人脸库的大量实验表明,该方法在特征提取方面优于PCA,KPCA,LDA等其他方法,在简化分类器的同时,也可以获得高识别率。     

结合多尺度时频调制与多线性主成分分析的乐器识别

针对目前时域频域特征、倒谱特征、稀疏特征、概率特征对同族乐器错分率高且对打击乐器识别不佳的问题,提出一种提取时频信息且低冗余度的模型用于乐器识别。首先利用耳蜗模型对乐音进行谐波分解,生成接近人耳感知且包含时频信息的听觉谱图（AS）;随后利用多尺度滤波器对听觉谱图多尺度时频调制（MTFM）以观测时频的变化;最后利用多线性主成分分析（MPCA）对调制输出在保留数据内在相关的前提下降维,并使用支持向量机（SVM）分类。仿真实验表明,该方法在IOWA数据库上取得92.74%的正确率,对打击乐器与同族乐器的错分率分别为3%与9.12%,均优于上述特征。相比主成分分析（PCA）降维,MPCA提高识别准确率6.43%。因此,该模型适用于对同族乐器与打击乐器的识别。     

概率核主成分分析及其应用

主成分分析（PCA）、核主成分分析（KPCA）和概率主成分分析（PPCA）是已经取得广泛应用的特征提取方法。提出一种基于概率核主成分分析（PKPCA）的检测液晶屏幕亮点的方法。作为对PPCA的一种非线性扩展,PKPCA在PPCA的基础上引入了核函数方法,因而其捕获模式非线性特征的能力更强。在KPCA和PPCA的基础上推导了PKPCA过程公式,并在检测液晶屏幕亮点的应用中将PKPCA、PPCA、PCA算法进行比较。实验结果表明,PKPCA的检测率和局部信噪比优于其他两者。