一种基于主成分分析网框架的车型识别方法技术

技术编号:14502688 阅读:156 留言:0更新日期:2017-01-30 23:33
一种基于主成分分析网框架的车型识别方法,首先对车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操作,得到图像的初步特征;所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特征向量,将其每列重排,得到L1个新窗口;对每个车型图像,用L1个窗口做卷积,都得到L1个卷积图像;对当前图像的每个卷积图像再次执行以上操作,得到L1组卷积图像的集合;对集合中每组卷积图像进行二值化和权值相加处理,得到的L1张图像;将L1张图像进行分块直方图操作,得到当前图像的主成分分析网框架特征表示;将得到的所有图像的特征表示进行SVM训练,得到车型识别系统;对测试图像,提取其主成分分析网框架特征,导入系统进行测试,识别出车型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理、模式分类和数据挖掘
,特别涉及一种基于主成分分析网框架的车型识别方法。专利技术背景基于视觉语义的图像分类一直以来都是一个充满挑战的研究领域,不仅仅待识别的图像种类繁多,在每一类图像的内部也存在诸多变数,包括光照变化、不匹配不对齐、形变因素、遮挡因素等等。针对这些变数,学者们做了各种各样的努力,提出各种各样的特征来应对这些变化。比较典型的例子有文本分类、车型分类中用到的LBP特征、目标识别中用到的SIFT和HOG特征。虽然这些手选的底层特征能够很好的应对特定情况下的数据处理任务,但是这些特征的泛化能力有限,对待新问题往往需要构建新的特征。从数据中学习得到感兴趣的特征被认为是克服手选特征局限性的一个好的方法,最典型的一个例子就是通过深度神经网路来进行特征学习。深度学习的基本思想是通过构建多层网络,对目标进行多层表示,以期通过多层的高层次特征来表示数据的抽象语义信息,获得更好的特征鲁棒性。目前深度学习中一个关键的、相对成功的框架是卷积网络框架。一个深度卷积网络结构包含多层训练结构以及有监督的分类器,每一层都包含三个子层,分别为卷积层、非线性处理层以及下采样层。对于这种卷积网络结构一般都通过梯度下降法对其进行训练。然而要想学习得到一个优质的卷及网络分类结构,需要有各种各样的调参经验和技巧。目前,针对不同的视觉识别任务,人们提出了许多各种各样的卷积神经网络结构,并取得了显著效果。例如较为成功的小波散射模型,其通过将卷积核改为小波核来避免算法学习的步骤。然而就是这一简单改动,使其能够在手写数字识别和文本识别等方面超过相同层次的卷积网络和深度神经网络,不过它在车型识别方面表现不佳,难以应对光照变化和遮挡影响。根据以上所述,本专利技术提出了一种基于主成分分析网框架的车型识别方法,提出了一个很简洁的关于车型识别的深度学习框架,这个框架主要依赖几个基本的数据处理方法:(1)主成分分析PCA;(2)二值化哈希编码;(3)分块直方图。在这个框架中,首先通过PCA方法来学习多层滤波器核,然后使用二值化哈希编码以及块直方图特征来进行下采样和编码操作,可以很好地解决上述问题,算法快速高效,提高了识别速度,消耗内存少,具有较高的实用性和鲁棒性。
技术实现思路
本专利技术中所述方法是为了克服上述现有技术的缺点,主要针对车型图像进行特征提取和对车型进行细分识别的问题,提出了一种基于主成分分析网框架的车型识别方法。具体的技术方案如下所述。一种基于主成分分析网框架的车型识别方法,包括以下步骤:步骤1:对训练车型图像库的车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操作,得到图像的初步特征;步骤2:所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特征向量,将其每列重排,得到L1个新窗口;步骤3:对每个车型图像,用L1个新窗口做卷积,都得到L1个卷积图像;步骤4:对当前图像的每个卷积图像再次执行步骤1-步骤3的操作,得到L1组卷积图像的集合,L1中每组有L2个卷积图像;步骤5:对集合中每组卷积图像进行二值化和权值相加处理,得到新的L1张图像;步骤6:将新的L1张图像进行分块直方图操作,联合后得到当前图像的主成分分析网框架特征表示;步骤7:将得到的所有图像的主成分分析网框架特征表示进行SVM训练,得到车型识别系统;步骤8:对测试车型图像,提取其主成分分析网框架特征,导入系统进行测试,识别出车型。上述技术方案中,所述步骤1对车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操作,得到图像的初步特征,包括以下几个步骤:步骤1.1:选取大小为k1×k2的窗口,滑动提取大小为m×n的训练图像的局部特征,得到一个k1×k2行,m×n列的矩阵,每一列代表一个局部特征块;步骤1.2:对步骤1.1中得到的矩阵进行按列去平均,得到当前车辆图像的特征表示。上述技术方案中,所述步骤2所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特征向量,将其每列重排,得到L1个新窗口,包括以下几个步骤:步骤2.1:对所有N张训练图片进行步骤1的操作,将得到的特征并排在一起,得到一个新的数据矩阵X;步骤2.2:对得到的矩阵X做PCA降维处理,取前L1个特征向量,作为滤波器;步骤2.3:把这L1个特征向量的每一列重排列为一个新的特征块,得到L1个k1×k2的窗口。上述技术方案中,所述步骤5对集合中每组卷积图像进行二值化和权值相加处理,得到新的L1张图像,包括以下几个步骤:步骤5.1:对步骤4中得到的每个卷积图像做二值化处理,原卷积图像中元素大于0,则新的图像元素矩阵对应的位置为1,否则为0;步骤5.2:对每一张车型图像,都有L1组每组L2张的二值化图像,将每组的L2张二值图像进行权值相加。权值大小依次对应步骤2.2中滤波器的大小;步骤5.3:得到每张车型图像的新的L1张图像。上述技术方案中,所述步骤6将新的L1张图像进行分块直方图操作,联合后得到当前图像的主成分分析网框架特征表示,包括以下几个步骤:步骤6.1:对步骤5中得到的L1幅图像,将每一幅图分成B个块,对每个块进行直方图统计;步骤6.2:将步骤6.1中的B个块的直方图连接起来成为一个向量,然后将L1幅图像对应的向量都连接起来,得到当前图像的主成分分析网框架特征表示。上述技术方案中,所述步骤7将得到的所有图像的特征表示进行SVM训练,得到车型识别系统,包括以下几个步骤:步骤7.1:将当前类别车型图像的主成分分析网框架特征表示作为正样本,其他类别车型图像的主成分分析网框架特征表示作为负样本;步骤7.2:使用线性SVM训练这两个样本,得到当前类别车型图像的分类器;步骤7.3:重复步骤7.1到步骤7.2的操作,得到所有类别车型图像的分类器,联合后构成车型识别系统。上述技术方案中,所述步骤8对测试车型图像,提取其主成分分析网框架特征,导入系统进行测试,识别出车型,包括以下几个步骤:步骤8.1:对测试车型图像,通过步骤1到步骤6的操作,得到其主成分分析网框架特征表示;步骤8.2:将得到的测试车型图像的主成分分析网框架特征表示,导入步骤7中的车型识别系统进行测试,根据最大概率匹配,识别出车型。因为本专利技术采用上述技术方案,因此具备以下有益效果:本专利技术采用了主成分分析网框架来构建车型图像的特征表示,提出了一个很简洁的关于车型识别的深度学习框架,这个框架主要依赖几个基本的数据处理方...

【技术保护点】
一种基于主成分分析网框架的车型识别方法,包括以下步骤:步骤1:对训练车型图像库的车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操作,得到图像的初步特征;步骤2:所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特征向量,将其每列重排,得到L1个新窗口;步骤3:对每个车型图像,用L1个新窗口做卷积,都得到L1个卷积图像;步骤4:对当前图像的每个卷积图像再次执行步骤1‑步骤3的操作,得到L1组卷积图像的集合,L1中每组有L2个卷积图像;步骤5:对L1组卷积图像的集合中每组卷积图像进行二值化和权值相加处理,得到新的L1张图像;步骤6:将新的L1张图像进行分块直方图操作,联合后得到当前图像的主成分分析网框架特征表示;步骤7:将得到的所有图像的主成分分析网框架特征表示进行SVM训练,得到车型识别系统;步骤8:对测试车型图像,提取其主成分分析网框架特征,导入系统进行测试,识别出车型。

【技术特征摘要】
1.一种基于主成分分析网框架的车型识别方法,包括以下步骤:
步骤1:对训练车型图像库的车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操
作,得到图像的初步特征;
步骤2:所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特征向
量,将其每列重排,得到L1个新窗口;
步骤3:对每个车型图像,用L1个新窗口做卷积,都得到L1个卷积图像;
步骤4:对当前图像的每个卷积图像再次执行步骤1-步骤3的操作,得到
L1组卷积图像的集合,L1中每组有L2个卷积图像;
步骤5:对L1组卷积图像的集合中每组卷积图像进行二值化和权值相加处
理,得到新的L1张图像;
步骤6:将新的L1张图像进行分块直方图操作,联合后得到当前图像的主
成分分析网框架特征表示;
步骤7:将得到的所有图像的主成分分析网框架特征表示进行SVM训练,得
到车型识别系统;
步骤8:对测试车型图像,提取其主成分分析网框架特征,导入系统进行测
试,识别出车型。
2.根据权利要求1所述基于主成分分析网框架的车型识别方法,其特征在
于,所述步骤1中对车型图像,进行滑动窗口选取特征和去平均操作,得到图像
的初步特征,包括以下几个步骤:
步骤1.1:选取大小为k1×k2的窗口,滑动提取大小为m×n的训练图像的局
部特征,得到一个k1×k2行,m×n列的矩阵,每一列代表一个局部特征块;
步骤1.2:对步骤1.1中得到的矩阵进行按列去平均,得到当前车辆图像的
特征表示。
3.根据权利要求1所述基于主成分分析网框架的车型识别方法,其特征在
于,所述步骤2中所有图像的初步特征块构成矩阵X,对X做PCA,取前L1个特
征向量,将其每列重排,得到L1个新窗口,包括以下几个步骤:
步骤2.1:对所有N张训练图片进行步骤1的操作,将得到的特征并排在一
起,得到一个新的数据矩阵X;
步骤2.2:对得到的矩阵X做PCA降维处理,取前L1个特征向量,作为滤

\t波器;
步骤2.3:把这L1个特征向量的每一列重排列为一个新的特征块,得到L1
个k1×k2的窗口。
4.根据权利要求3所述基于主成...

【专利技术属性】
技术研发人员:李鸿升胡欢曹滨范峻铭周辉
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1