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专利号: 2016101152231
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于快速密度聚类算法的无监督人脸识别方法,其特征在于:所述识别方法包括如下步骤:

1)针对人脸图像的像素点信息,采用结构相似性计算方法,获得图像间的相似性,结构相似性计算方法定义如下:在空间域中,两图像块x={xi i=1,...,M}与y={yi i=1,...,M}之间的结构相似性为:其中C1和C2是两个小的正常数,M是图像块的像素点个数,μX、μY分别表示图像X和Y的均值,σX、σY分别表示图像X和Y的方差,σXY表示图像X和Y的协方差,即SSIM的值介于0到1之间,如值为1,则说明x与y是完全相似的;

2)采用快速密度聚类算法对公式(1)中相似性矩阵进行聚类,过程如下:

2.1)使用结构相似性计算方法(SSIM)来计算图像间相似性,然后利用高斯核函数计算图像的密度值;

dist(x,xi)=1-S(x,xi)   (2)

其中S(x,xi)表示对象x与xi之间的结果相似性,dist(x,xi)表示对象x与xi之间的距离,其中x和xi代表不同的图像对象;

对于任意图像对象xi,其局部密度ρi的计算方式如下:

其中dc是截断距离;

对于任意图像对象xi,其到具有更高局部密度的其他图像对象的最小距离定义δi如下:其中dij表示对象xi和对象xj之间的距离;

其中对于具有最高局部密度的图像对象,定义它的δi=maxj(dij);

2.2)通过线性回归模型和残差分析确定奇异点,该奇异点即为聚类所得聚类中心;

根据聚类中心本身密度大,被密度比它小的邻居点包围,并且与其它密度更大的对象之间有相对较大的距离的特性,采用非线性函数y=b0+b1/x转换为线性函数去拟合,令则y=b0+b1*X',利用线性函数模型拟合所有数据局部密度ρi和距离δi的函数关系δi’=f(ρi),使用残差分析确定密度和距离分布图中的奇异点信息,其中奇异点为远离拟合曲线的点,即是聚类的簇中心,奇异点个数是聚类的簇个数;

2.3)确定聚类中心后,将其他点按到比其密度更高的最近点的类标一致原则划分到各自的聚簇中;

2.4)通过设定过滤器,严格剔除聚簇边缘的离群对象,过滤器的定义如下:确定聚类中心并将其余点划分到相应聚簇后,算法首先对于固定的聚簇,要确定其边界区域,该区域内的数据点具有以下特征:数据点本身属于该聚簇,但在其距离不超过R的范围内,R=n*dc,其中n为正常数,存在属于其他聚簇的对象,则通过该边界区域内的对象,为该聚簇确定一个平均局部密度,通过该局部密度,将大于该局部密度的所有对象划分到该聚簇中,而将其他对象剔除;

3)利用步骤2)中的聚类结果进行训练和人脸识别,过程如下:

3.1)从聚类结果中提取聚类中心及少量簇内对象作为训练样本,采用PCA方法进行特征提取;

3.2)利用分类器对人脸进行识别,并得到最后识别结果。

2.如权利要求1所述的基于快速密度聚类算法的无监督人脸识别方法,其特征在于:所述步骤3.2)中,所述分类器采用多分类支持向量机或最近邻分类器。