專利名稱：基于rgb彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法
技術領域：
本發(fā)明屬于人臉識別技術領域，尤其是涉及一種基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法。
背景技術：
人臉識別是指計算機根據(jù)一定的算法，對新獲得的圖像與計算機中已有的圖像庫進行匹配比較后，做出測試圖像中身份判斷的識別過程。人臉識別研究是一個跨越了圖像處理、模式識別、計算機視覺、以及神經(jīng)生理學、心理學等研究領域的學科。人臉識別近十幾年來的研究非?；顫?，是當前圖像工程領域的四大研究熱點之一，它屬于生物鑒別技術的一部分。生物識別技術是指通過對人體特征的數(shù)字化測量來進行身份鑒別。如指紋、掌紋、人臉、聲音、虹膜、DNA、簽名、耳紋、步態(tài)等特征都可被用來嘗試進行身份的鑒定研究。在人的各種形式的生物特征中，人臉是一個人區(qū)別于他人的最自然、最主要的特征。人臉特征同時還具有唯一性，一個人與他人的臉部特征是不同的，即使是雙胞胎的人臉也有區(qū)別，這說明用人臉區(qū)分不同的人是合理可行的。另一方面，人臉圖像相對于其他生物特征來說更容易獲取，法律上也沒有障礙。人類通過臉部特征來確認和區(qū)別不同的人是一件很輕松的事情，但對于計算機來說卻是一個極其具有挑戰(zhàn)性的任務。原因主要有，人臉結構都是相似的，不同人的臉部圖像在圖像控件中距離非常接近，這也正是人臉檢測得以實施的主要原因，但對模式分類確實是非常不利的。人臉是一個非剛性的物體，在不同階段，不同獲取環(huán)境下在計算機中的表示方式可能不一樣，因此對人臉的最終識別也會帶來誤導。從模式識別的角度來說，人臉識別屬于一個大類別的識別問題，全球有60多億人口，并且在不斷的增加著，類別數(shù)越多，識別的難度越大。同一個人的圖像是有各種變化的，人有喜、怒、哀、樂的表情變化，這樣導致一個人的測試圖像與存儲庫中的圖像不一致，影響正確的判斷。盡管現(xiàn)在已有一些人臉識別的方法，但與實際應用的要求及問題的真正解決還有相當?shù)木嚯x。同時，對于如何表述人臉的特征，也是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。目前，大多數(shù)人臉識別方法都是基于灰度人臉圖像的研究發(fā)現(xiàn)，而利用彩色信息相對于僅研究灰度圖像能進一步提高人臉圖像的識別率，因此越來越多的研究者開始利用人臉圖像的彩色信息來提高人臉識別算法的性能。近年來，研究彩色人臉圖像識別的方法大多數(shù)并不是直接對彩色人臉圖像進行處理。Creed等人在他們的彩色人臉識別研究中，首先將彩色人臉圖像變換到單一的灰度圖像模式，然后基于灰度圖像進行彩色人臉的識別。在后來的研究中，Torres等人將傳統(tǒng)的主成分分析算法拓展到彩色人臉識別研究:首先將彩色人臉的三個顏色通道分別表示成向量的形式，然后在每個顏色通道上進行人臉的分類，最后融合三個通道的分類結果作為最終的彩色人臉識別結果。Yang等人提出了一種統(tǒng)一的彩色人臉識別模型，這種模型采用一組彩色分量的組合系數(shù)來表示人臉，通過這組組合系數(shù)將彩色人臉的三個顏色通道變換到一個通道，最后以一維向量的形式來表示彩色人臉，并用于最后的彩色人臉識別。
現(xiàn)有的彩色人臉識別算法中，雖然能實現(xiàn)三個彩色分量內部的鑒別分析，但在處理三個彩色分量之間的相關性時，沒有從識別或鑒別的角度來處理這種相關性，從而使得獲取的鑒別信息相對較少，識別效果難以保證。以如下兩種算法為例:整體正交分析(HOA) [I]將R、G、B三組彩色分量特征內部的鑒別分析和三組彩色分量特征之間的正交去相關結合在一起，按照RGB的順序串行依次對每一個彩色分量計算一個投影變換。具體做法如下:
權利要求
1.一種基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)首先獲得訓練樣本集，定義訓練樣本集內部的類內特征散布矩陣和類間特征散布矩陣與各彩色分量訓練樣本集之間的類內特征散布矩陣和類間特征散布矩陣； (2)其次定義目標函數(shù)并添加約束，對目標函數(shù)求解，得到投影后的訓練樣本特征集； (3)獲得測試樣本，根據(jù)上述投影后的訓練樣本特征集，得出投影后的測試樣本特征，計算投影后的測試樣本特征到每個訓練樣本特征的歐式距離，將測試樣本歸至距離最小的那個訓練樣本所在的類。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法，其特征在于，所述步驟(I)包括:定義第i個彩色分量訓練樣本集內部的類內特征散布矩陣兄和類間特征散布矩陣筆與第i和第j個彩色分量訓練樣本集之間的類內特征散布矩陣粑和類間特征散布矩陣砹如下:
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法，其特征在于，所述步驟(2)中目標函數(shù)為: 將目標函數(shù)簡寫為
4.根據(jù)權利要求3所述的基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法，其特征在于，所述步驟(2)中α、β、Y取值均為I。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法，其特征在于，所述步驟(3)中測試樣本為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彩色人臉識別方法，將鑒別分析技術同時應用到R、G、B三個彩色分量內部和三個彩色分量之間，在各個彩色分量內部和不同彩色分量之間實現(xiàn)基于歐式距離的特征層雙重鑒別分析,獲取的鑒別信息多，分類正確率高，識別能力強。本發(fā)明提供的基于RGB彩色特征雙重鑒別分析的彩色人臉識別方法包括首先獲得訓練樣本集，定義訓練樣本集內部的類內特征散布矩陣和類間特征散布矩陣與各彩色分量訓練樣本集之間的類內特征散布矩陣和類間特征散布矩陣；定義目標函數(shù)并對目標函數(shù)求解，得到投影后的訓練樣本特征集；根據(jù)上述投影后的訓練樣本特征集，得出投影后的測試樣本特征，計算測試樣本特征到每個訓練樣本特征的歐式距離后將其歸類。
文檔編號G06K9/00GK103116758SQ201310039790
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年2月1日
發(fā)明者劉茜, 周媛, 王新蕾 申請人:南京信息工程大學