基于集成神经网络和多信息融合的人脸识别技术研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:artec1
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人脸识别技术作为一项重要的智能识别技术,在视频监控、安全安防、金融等领域广泛用于人的身份鉴定。现代社会对信息安全的要求推动了人脸识别技术的快速发展,目前虽然对人脸识别算法的研究已经取得了非常好的成果,但由于人脸图片在拍摄时所处的复杂环境,光照条件,人脸上有眼镜与胡须等遮挡物以及人脸上的表情姿态等,都会使得人脸识别算法的速度、准确率、鲁棒性等方面有很大的局限性,因此还不能完全满足人们的实际中需求。人脸识别是通过对输入的人脸图像进行数据筛选,提取出重要的特征,用于分类识别的一项技术。目前人脸识别主要研究方向有:人脸数据预处理、特征提取、分类识别。近些年来,神经网络集成学习已经成为神经网络领域研究的热点,在解决回归和分类问题上有着突出的能力,而且集成后的神经网络通过训练多个神经网络,比单个神经网络有着更好的泛化能力。因此,本文将神经网络集成用于到人脸识别中。人脸的特征提取是人脸识别中的关键一步,本文中,对特征提取及分类识别部分分别进行了深入的研究与探讨,将核独立元分析和核主元成分分析方法分别用于人脸的特征提取,并对核独立成分分析进行了改进,最后选用神经网络集成作为分类器来融合两者的特征,以相对多数投票方式输出分类结果。KICA是人脸特征提取中的一种非线性处理方法,即解决了ICA算法在非线性提取方面存在的不足,又具有了ICA算法在人脸特征提取方面较好的鲁棒性。在本文中,将五阶收敛的牛顿迭代法和最速下降法相结合,来降低原始算法对初始矩阵的依赖,并在算法中加入惩罚因子,将其运用到Fast ICA算法的核心迭代过程中,得到了一种改进的核独立成分分析算法。此方法,有利于独立成分的分离,提高了分类精度。利用改进后的KICA让我们从人脸的数据中提取出了具有代表性的局部性特征,KICA算法是ICA与KPCA算法的一种结合,再利用KPCA算法计算人脸的全局特征时,即节约了求解人脸特征的时间,又降低了计算量。最后,采用集成BP神经网络与PNN神经网络融合两者的特征,以相对多数投票的方式输出结果。由于KICA方法与KPCA方法提取后的人脸特征,使得个体学习器的差异变大,集成效果也越好。通过在公共人脸库上的实验,证明了本文所提出的算法具有鲁棒性强、较高的执行效率和识别率等优点。
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