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人脸识别是一种重要的生物特征识别技术,它以采集方法简单、操作方便等优点,被广泛应用于各种身份判别领域(如人机交互、视频监控、电子护照等)。然而,人脸图像受到年龄、姿态、光照、遮挡、饰物和表情等因素的影响,使得人脸识别在计算机视觉领域仍然是一个富有挑战性的问题。度量学习的目标是学习合适的度量两个样本之间距离的函数,度量学习和线性降维技术是等价的。在人脸识别中特征维数很高,其中通常含有与人脸识别无关的信息和相关性非常高的冗余信息,这些信息通常会影响识别效果。通过线性降维技术或度量学习方法,我们可以从人脸特征中剔除不相关的信息和冗余的信息,保留对人脸识别有效的特征,从而改善识别效果。传统的度量学习方法在应用于人脸识别时会产生过拟合、对图像噪声缺乏稳健性和训练速度慢等问题。针对上述问题,本文对人脸识别中的度量学习方法进行了研究,对上述问题提出了一系列解决方案,具体包括以下几个方面:(1)基于Gabor滤波器的快速近邻成分分析:该方法是在快速近邻成分分析模型的基础上提出的。由于快速近邻成分分析模型对于高维数据会产生过拟合问题,为了缓解过拟合,我们使用PCA对数据进行降维预处理,并且在快速近邻成分分析模型中加入Frobenius正则化项。为了增加模型对人脸图像的识别效果,我们使用Gabor滤波器对人脸图像进行特征提取。(2)包含空间平滑正则化项的快速近邻成分分析:由于快速近邻成分分析模型对于图像中的噪声非常敏感,而空间平滑正则化项在图像去噪中有成功的应用,所以我们将空间平滑正则化项引入快速近邻成分分析模型,用以增强模型对图像噪声的稳健性。(3)基于二元组和三元组的支持向量机:本文首先提出了基于核分类器的度量学习框架,该框架通过学习核分类器的角度来进行度量学习,可以将很多有代表性的度量学习方法结合起来。不仅如此,我们还可以基于该框架提出新的度量学习模型。本文基于该框架分别提出了基于二元组和三元组的支持向量机模型,这两个模型可以利用现有的支持向量机工具包求解。在不损失识别精度的前提下,这两个模型的训练效率明显优于目前的大多数度量学习方法。