模式识别与人工智能
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2013年 26卷 1期 刊出日期 2013-01-30
论文与报告
研究与应用
论文与报告
1
基于因子分析建模的电话语音说话人聚类
吴奎，宋彦，戴礼荣
现有基于混合高斯模型的说话人聚类方法主要依据最大后验准则，从通用背景模型中自适应得到类别的混合高斯模型，然而自适应数据较少，模型的准确性不够。对此，文中尝试基于本征语音(EV)空间和全变化(TV)空间分析的两种因子分析建模方法，通过对差异空间的建模，减少估计类别混合高斯模型时需要估计的参数个数。结果表明，在美国国家标准技术研究所2008年说话人识别评测的电话语音数据集上，相对于基于最大后验概率准则的基线系统而言，文中所使用的基于EV和TV空间分析的建模方法都可使聚类错误率有较大幅度的下降，并且TV空间分析建模相对于EV空间分析建模能获得更低的聚类错误率。
2013 Vol. 26 (1): 1-5 [
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6
基于变量分裂法的稀疏约束并行磁共振图像重建
刘晓芳，叶修梓，张三元，李霞
针对并行磁共振成像技术中，数据欠采样造成重建图像存在的混迭伪影和噪声问题，提出一种稀疏约束下并行磁共振的图像重建算法。该算法将一阶差分作为稀疏投影算子，构建在各向异性全变分最小化约束下并行磁共振的图像重建问题。同时，提出基于变量分裂法的求解方法，并在不同实验环境下分析该算法的有效性和鲁棒性。结果表明该算法可显著提高加速因子最大时并行磁共振重建图像的质量。
2013 Vol. 26 (1): 6-13 [
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14
阈值控制下的融合股权多示例人脸鉴别技术
邓剑勋，熊忠阳，曾代敏
多示例学习在区域图像检索中取得较好效果。其一票通过制在人脸鉴别中易导致误判，因五官之一相似，甚至都相似，两幅人脸仍可能不同。为适应特殊场景，提出股权多示例学习概念，某示例类在实验库中有不同股权，训练集特性可近似代表实验库特性;不同类示例的判别结果按示例类股权配比后，形成包的类别归属。其次引入整体特性作为特殊示例进行特征融合，引入整体示例股权阈值控制配比，防止五官类似而整体不同的情况;通过股权阈值选优提升识别率。在ORL和FERET图像集上进行的对比实验表明，该算法分类准确性优于传统算法。
2013 Vol. 26 (1): 14-19 [
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20
双环MeanShift视频跟踪算法
夏瑜，吴小俊，王洪元
针对传统均值漂移跟踪算法在目标特征提取、模板匹配度量和带宽固定方面存在缺陷，提出一种双环MeanShift视频跟踪算法。该算法采用万向椭圆的特征提取方式，能更有效地抑制背景信息影响，较好地提高目标模型质量。引入双环描述因子能突出目标本身特征权重，改善图像匹配峰值特性，并通过双环之间的关系自适应地更新核函数的带宽。仿真实验结果表明该算法在目标具有明显尺度变化、姿态扭曲和部分遮挡的情况下，可以获得准确和鲁棒的跟踪效果。
2013 Vol. 26 (1): 20-27 [
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28
基于Gabor滤波和Radon-Legendre矩的蛋白质结构域分类
施建宇，张艳宁
提出一种有效的蛋白质结构域结构分类方法，将结构分类问题表示为图像分类问题。将蛋白质结构域的三维结构转换为距离矩阵，并视作灰度图像;从而将结构域的二级结构及拓扑结构，分别映射为此类图像中的不同尺度和方向的局部结构，以及由这些局部结构组成的形状。设计Gabor滤波器来分割这些局部结构，并构造描述二级结构组成的百分比特征。提出一种Radon-Legendre矩来描述形状，并构造描述形状的矩特征。对比实验表明，该方法在结构域分类的识别率和样本数目鲁棒性两个方面均优于其它方法，有效地实现结构域分类。
2013 Vol. 26 (1): 28-33 [
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34
基于网格最小生成树的聚类算法选择
李翔宇，王开军，郭躬德
为得到好的聚类效果，需要挑选适合数据集簇结构的聚类算法。文中提出基于网格最小生成树的聚类算法选择方法，为给定数据集自动选择适合的聚类算法。该方法首先在数据集上构建出网格最小生成树，由树的数目确定数据集的潜在簇结构，然后为数据集选择适合所发现簇结构的聚类算法。实验结果表明该方法较有效，能为给定数据集找出适合其潜在簇结构的聚类算法。
2013 Vol. 26 (1): 34-41 [
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42
基于信息熵的核属性增量式高效更新算法
钱文彬，杨炳儒，徐章艳，张长胜
针对基于信息熵求核算法效率不理想的情况，给出信息观下的二进制差别矩阵定义，理论上证明基于信息熵的核属性与基于二进制差别矩阵的核属性等价;并将决策表划分为相容的对象集和不相容的对象集，缩小求核算法的搜索空间;然后针对动态的决策表，研究核属性的增量更新机制，由此构造一种基于信息熵的核属性增量式高效更新算法。实例分析与实验结果验证文中算法优于同类求解算法。
2013 Vol. 26 (1): 42-49 [
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50
基于子模式的Gabor特征融合的单样本人脸识别
王科俊，邹国锋
针对传统人脸识别方法在单训练样本条件下效果不佳的缺点，提出基于子模式的Gabor特征融合方法并用于单样本人脸识别。首先采用Gabor变换抽取人脸局部信息，为有效利用面部器官的空间位置信息，将Gabor人脸图像分块构成子模式，采用最小距离分类器对各子模式分类。最后对各子模式分类结果做决策级融合得出分类结果。根据子模式构成原则和决策级融合策略不同，提出两种子模式Gabor特征融合方法。利用ORL人脸库和CAS-PEAL-R1人脸库进行实验和比较分析，实验结果表明文中方法有效提高单样本人脸识别的正确率，改善单样本人脸识别系统的性能。
2013 Vol. 26 (1): 50-56 [
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研究与应用
57
融合测程法与视觉信息的足球机器人自定位方法
刘展，豆浩斌，罗定生
针对足球机器人自定位问题，提出一种融合测程法与视觉信息的定位方法。方法综合考虑两种信息的特点，有效实现优势互补:一方面，针对视觉定位易出现的歧义，利用测程法获得的定位结果予以有效消解;另一方面，随着运动，测程法定位易出现误差的累积，利用消歧后的视觉定位结果加以动态修正。最后，在Webots模拟平台上进行的机器人球场定位实验表明文中方法的有效性。
2013 Vol. 26 (1): 57-62 [
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63
抗噪的移位Hamming距离差虹膜匹配方法
程宇奇，方伟，葛微
对传统的Hamming距离匹配方法进行研究，提出抗噪的移位Hamming距离差(OHDD)虹膜匹配方法。首先构造单频两方向的奇对称Gabor滤波器组来提取虹膜边缘特征，然后用过零检测的方法进行虹膜编码，最后使用OHDD参数进行匹配。在6个虹膜数据库中，对传统匹配方法与文中的OHDD匹配方法进行对比实验。实验结果表明，在所有虹膜数据库中，OHDD匹配方法的等错率和正确识别率优于传统匹配方法，并且具有较强的抗眼睑睫毛噪声干扰的能力。
2013 Vol. 26 (1): 63-69 [
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70
图像中物体空间关系的表示及在检索中的应用
杨同峰，马军
基于图像中物体之间的空间关系的图像检索往往受困于待处理的图像中物体种类和空间位置难以自动准确地获取。文中基于物体识别算法的输出，提出一种对物体空间关系的三元组表示法，给出基于这种表示方法对图像索引、相似度计算和检索排序的方法及允许用户使用查询词和空间关系表达查询需求的二维输入界面，并实现原型系统。这种表示法具有良好的鲁棒性，可容忍物体识别算法一定程度的误差，将物体识别得到的置信度加入三元组表示法置信度计算和排序算法中，减少物体识别结果误差对检索性能的影响。在原型系统上的实验表明，该系统在实验中对包含物体位置关系的检索给出更准确的结果，在NDCG@m、MAP、F@m上均优于现有系统。
2013 Vol. 26 (1): 70-75 [
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76
单目视觉系统自运动的滚动时域估计算法
杨东方，孙富春，王仕成
单目视觉系统的自运动估计是计算机视觉领域中的一个关键问题。针对包含有建筑、树木等一般景物特征的应用环境，提出一种单目摄像机位姿估计的滚动时域位姿估计算法。首先分析极线约束方程的不同形式，建立多帧图像闭环之间的时空相关位姿约束，归纳全局最优模型。然后，采用滚动时域方法实现时域窗口内多时刻摄像机位姿的优化估计，实现算法复杂程度和精度的折衷。另外，在室外复杂应用环境下，对常规极约束、冗余极约束和滚动时域冗余极约束这3种位姿估计优化算法进行实验对比，验证该方法的有效性。
2013 Vol. 26 (1): 76-82 [
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83
基于禁忌搜索的管道状况集成检测方法
王永雄，苏剑波
为提高管道状况异常检测的识别率和实时性，提出基于禁忌搜索的半监督
K
-means聚类和C4。5决策树的集成检测方法。在禁忌搜索中引入代价敏感函数，选择具有最佳分类性能的特征组合和最佳组合权值，提高了不平衡数据分布中少数类的识别率。半监督
K
-means方法首先把样本特征聚类为
k
类，再利用C4。5方法精确每一类的边界，级联式集成方法缓解不平衡数据分布问题，提高管道检测的准确度。并提出3种集成原则:加权叠加、最近一致和最邻近原则。实验结果验证了算法的有效性，在管道状况的异常检测中具有较高的分类准确度。
2013 Vol. 26 (1): 83-89 [
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90
一种改进的颜色共生矩阵纹理描述符
徐少平，李春泉，胡凌燕，杨晓辉，江顺亮
利用模糊连续三角模运算定义的相似性度量描述彩色图像中像素点之间的差异程度，提出一种改进的颜色纹理特征描述符。该描述符首先将彩色图像多通道颜色信息按照间隔距离和方向进行有效融合并转换为伪灰度图像，然后再用灰度共生矩阵法提取图像的纹理特征矢量。在基于内容的图像检索测试平台上完成的实验表明，改进的纹理描述符所需特征矢量的维数与灰度共生矩阵描述符相同，而描述能力却能与各类颜色共生矩阵描述符相当，有效地实现了图像中纹理和颜色特征融合提取，提高了图像检索性能。
2013 Vol. 26 (1): 90-98 [
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99
基于同态滤波抑制光照变化的视频分割算法
张晓宇，胡士强
针对光照变化较大时基于颜色差分直方图的视频分割算法不能有效更新背景，导致后续输入图像前景目标分割失效的问题，提出一种基于同态滤波抑制光照变化的视频分割算法。首先利用同态滤波算法对输入和背景图像(RGB)在HSV空间中亮度分量进行同参矫正，然后将矫正后图像转换到RGB空间，最后利用颜色差分直方图算法进行视频分割。文中算法有效解决颜色差分直方图算法无法将受光照变化影响较大区域更新到背景中的问题，实现背景的实时有效更新，保证稳健地从后续输入图像分割前景目标。3组视频仿真结果表明该算法与高斯混合和Codebook算法相比具有运算速度快，对光照变化鲁棒的优点。
2013 Vol. 26 (1): 99-105 [
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106
一种基于稀疏表示系数的特征相关性测度
耿耀君，张军英，袁细国
目前特征选择方法中常用的特征相关性测度可有效评估两个特征之间的相关性，但却将特征孤立看待，没有考虑其它特征对它们相关性的影响。文中在整体考虑特征之间关系的前提下，提出用稀疏表示系数评估特征的相关性，它与现有特征相关性测度的不同之处在于可揭示特征在其它所有特征影响下与目标的相关性，反映特征间的相互影响。为验证稀疏表示系数评估特征相关性的有效性，在典型的高维小样本数据上，比较了Relief F方法及分别以稀疏表示系数、对称不确定性和皮尔森相关系数为相关性测度的特征选择方法选择的特征集的分类能力。实验结果表明文中方法选择的特征集的分类能力高且较稳定。
2013 Vol. 26 (1): 106-113 [
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114
一种基于Markov逻辑网的中文地理名称实体解析方法
胡宜敏，宋良图，陈鹏，魏圆圆，苏雅茹
根据Markov逻辑网融合一阶谓词逻辑和概率图模型的复杂性及不确定性处理能力的优点，提出将Markov逻辑网和基于本体与WEB搜索的属性抽取算法相结合的命名实体解析方法(MLN_AENER)，解决一般基于Markov逻辑网的实体解析方法对非结构化的命名实体解析效果不佳的问题，并将该方法针对中文地理名称解析问题进行相应设计和实验。实验结果表明该方法具有较好的解析效果。
2013 Vol. 26 (1): 114-122 [
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123
基于向量夹角的SIFT特征点匹配算法
吴伟交，王敏，黄心汉，毛尚勤
提出一种基于向量夹角的近似最近邻搜索算法。该算法首先计算高维空间向量与随机选择的参考向量的夹角，并进行排序。计算出待查询向量与参考向量的夹角后，采用二分搜索算法在已排序夹角中查找对应的夹角，并以此夹角为中心，在一定范围内搜索给定向量的近似最近邻。实验结果表明，文中算法可显著提高尺度不变特征变换特征的匹配速度，并能获得满意的匹配效果。
2013 Vol. 26 (1): 123-128 [
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模式识别与人工智能
主管：中国科学技术协会
主办：中国自动化学会
国家智能计算机研究开发中心
中国科学院合肥智能机械研究所
出版：科学出版社
版权所有 © 《模式识别与人工智能》编辑部
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