相关模式识别中相关滤波器的改进设计研究

发布时间：2023-08-20 10:32

　　模式识别作为机器学习和人工智能的一个重要领域,在生物识别、图像检索等诸多领域中得到广泛应用。相关模式识别作为模式识别中的一个重要的子领域,使用相关滤波器用于分类。虽然相关滤波器本身具有一些优良特性且种类繁多,但仍存在相关峰不够尖锐、所需训练时间长和混叠等问题。针对上述问题,本文主要对二次相关滤波器算法和零混叠相关滤波器算法进行改进研究。首先,回顾相关滤波器通用的设计原则,通过实验介绍相关滤波器的优良特性。接着,利用有约束相关滤波器和无约束相关滤波器中预先白化图像的思想,改进二次相关滤波器,使得生成尖锐的相关峰,改善识别性能。并针对二次相关滤波器训练时需要进行大矩阵运算的问题,利用二次相关滤波器仅需要非零特征值对应的特征向量这一事实化简矩阵运算,改进训练过程,加快训练速度。在AT&T人脸数据库和Yale人脸数据库上进行的实验结果验证本文方法的有效性。最后,零混叠相关滤波器使用梯度下降法进行训练,为了克服梯度下降法可能出现锯齿现象和收敛速度慢的问题,使用非线性共轭梯度法替代梯度下降法以进行改进。通过在AT&T人脸数据库和Yale人脸数据库上的实验结果表明,在保持零混叠相关滤...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相关滤波器研究现状
    1.3 论文主要研究内容及结构安排
第二章 相关滤波器理论概述
    2.1 引言
    2.2 相关滤波器基本原理
    2.3 相关峰锐度度量指标
    2.4 人脸数据库
    2.5 本章小结
第三章 相关滤波器算法改进研究
    3.1 引言
    3.2 有约束相关滤波器
        3.2.1 等相关峰综合鉴别函数滤波器
        3.2.2 最小平均相关能量滤波器
        3.2.3 最优折衷综合鉴别函数
    3.3 无约束相关滤波器
        3.3.1 最大平均相关高度滤波器
        3.3.2 无约束最小平均相关能量滤波器
        3.3.3 无约束最优折衷综合鉴别函数
    3.4 二次相关滤波器及改进
        3.4.1 QCF设计原则与推导
        3.4.2 改善识别性能
        3.4.3 加速训练过程
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 QCF使用的训练时间对比实验
        3.5.2 QCF使用的特征向量数量对比实验
        3.5.3 相关滤波器中参数λ对比实验
    3.6 本章小结
第四章 零混叠相关滤波器算法改进研究
    4.1 引言
    4.2 最大间隔相关滤波器
        4.2.1 支持向量机
        4.2.2 MMCF设计原则与推导
    4.3 相关滤波器存在的问题
        4.3.1 循环相关引起混叠
        4.3.2 频域MACE滤波器
        4.3.3 时域MACE滤波器
        4.3.4 FDMACE和 TDMACE的比较
    4.4 零混叠相关滤波器及改进
        4.4.1 二维零混叠约束
        4.4.2 非线性共轭梯度法的引入
    4.5 实验结果与分析
        4.5.1 SVM和 MMCF对比实验
        4.5.2 零混叠相关滤波器中迭代算法对比实验
        4.5.3 UOTSDF滤波器和ZAUOTSDF滤波器对比实验
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3843046