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专利号: 2019106286838
申请人: 武汉科技大学
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:2025-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、对采集的图像进行预处理,得到预处理后的图像向量数据矩阵X=[X1,X2,…,XC],其中:C是类别数, M是向量化后的特征维度,Nc是第c个类的图像类别数量,

1≤c≤C;

S2、对于第c个类Xc中任一幅图像预处理后的向量数据点xi,选取与一幅图像预处理后的向量数据点xi欧氏距离最近的三个向量数据点xi1,xi2,xi3组成最近邻特征平面,获得任一幅图像预处理后的向量数据点xi在最近邻特征平面的投影以及表示最近邻特征平面投影的3维权重系数向量Wc,将权重系数向量Wc扩充到N维,其中具有近邻关系的向量点之间权重系数不变,其他为0;

S3、对图像向量数据矩阵X中其余类的数据点,重复上述步骤,得到所有类别的权重系数矩阵W=[W1,W2,…,WC]∈RN×N,其中N是所有预处理后的图像的总数目,S4、基于计算出的权重系数矩阵W=[W1,W2,…,WC]∈RN×N,计算每个类的局部协方差矩阵,得到局部协方差矩阵C=[C1,C2,…,CC];

S5、基于所述局部协方差矩阵构建目标函数,通过最大化目标函数,得到低维投影矩阵;

S6、基于所述低维投影矩阵,对于一幅图像预处理后的向量数据点xi,计算其经过线性投影后的低维特征Yi;

S7、使用最近邻算法对所述低维特征Yi进行分类,从而完成图像目标的分类。

2.根据权利要求1所述的基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,步骤S1中对采集的图像进行预处理包括依次进行的灰度化处理、平滑处理、归一化处理和向量化处理。

3.根据权利要求1所述的基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,步骤S2中,权重系数向量W=[Wi1,Wi2,Wi3]的计算根据下式进行:Xi,1,2,3=[(xi2-xi1),(xi3-xi1)]Wi1=1-Wi2-Wi3                          (1)其中:

xi表示一幅图像预处理后的向量数据点,即Xc的第i列,xi1,xi2,xi3分别表示与xi近邻的3幅图像预处理后的向量数据点,Wi1,Wi2,Wi3分别表示第i幅图像的3个近邻点的权重系数,即Wc中的第i行的每一列,T表示向量数据的转置。

4.根据权利要求3所述的基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,步骤S4中,第c个类的局部协方差矩阵表示为:其中:I是与Wc维度相同的单位矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,步骤S5具体包括:S51、施加一个微小的扰动使C′c成为正定矩阵:其中:Ic是与 维数相同的单位矩阵;δ表示扰动大小;

S52、使用log-Euclidean距离度量不同对称正定矩阵C′c之间的距离,建立如下目标函数:s.t.ATA=I

d×N

其中,A∈R 表示低维投影矩阵,d是降维后的空间维度,log(·)表示以e为底的矩阵对数运算。

6.根据权利要求5所述的基于局部几何感知的图像目标分类方法,其特征在于,步骤S6中,经过线性投影后的低维特征Yi表示为:T

Yi=AXi。                               (7) 。