1.一种基于多样本扩充协同表示分类的人脸识别方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:镜像图法利用图像的对称性得到镜像图;若人脸数据库有t类,每类有n个训练样本,训练样本总数为N=t*n;令X表示总的原始矩阵,Xi表示X中第i类训练样本矩阵,Xi=[x(i-1)*n+1,x(i-1)*n+2,…,xi*n],其中,i=1,2,…,t;Xi中每一项代表第i类训练样本矩阵中每一个训练样本的列向量;设原始矩阵X具有C行和D列,它对应的镜像矩阵也具有C行和D列;
第i类第j个训练样本列向量表示为x(i-1)*n+j,第i类第j个新生成的镜像样本表示为m(i-1)*n+j,其中,i=1,2,…,t,j=1,2,…,n;x′(i-1)*t+j(c,d)表示x(i-1)*t+j在第c行和第d列上的像素,m′(i-1)*t+j(c,d)表示m(i-1)*t+j(c,d)在第c行和第d列上的像素,有m′(i-1)*t+j(c,d)=x′(i-1)*t+j(c,D-d+1),c=1,2,…,C,d=1,2,…,D (1)将x′(i-1)*t+j(c,d)转化为m((i-1)*t+j(c,d),令M表示总的镜像图矩阵,Mi表示M中第i类训练样本矩阵,Mi=[m(i-1)*n+1,m(i-1)*n+2,…,mi*n];
步骤二:第i类原始的训练样本矩阵用Xi表示,使用每类中两个不同的训练样本去构造新的训练样本,会构成 个新的训练样本,若x(i-1)*n+m和x(i-1)*n+k均是来自Xi,新训练样本表示为用Xa表示新生成样本矩阵, 其中第i类训练样本矩阵表示为
以此得到新的人脸图;
步骤三:对于步骤一构造第i类镜像样本图矩阵Mi,运用步骤二的方法,得到由镜像图构造的 个新的镜像图,用Ma表示新生成镜像样本矩阵, 以此得到的新的人脸图;
步骤四:设第i类测试样本矩阵的列向量为y,用欧氏距离来测量第i类原始训练样本x(i-1)*n+j与测试样本y之间的偏差程度,令di=||y-x(i-1)*n+j||2 (3)
di越小,说明x(i-1)*n+j越接近y;从N个训练样本中用欧式距离选出G个训练样本,G≤N,设G个训练样本的列向量分别为q1,q2,…,qG,令Q表示经过欧式距离选择过的训练样本矩阵,Q=[q1,q2,…,qG];用G个训练样本线性表示y,即y=K*Q (4)
K是Q对应的系数,K=[k1,k2,...,kG];令Ki=(QTQ+μz)-1QTy,μ是一个较小的常量,z是一个可识别的矩阵;令yi=Ki*Qi (5)
Qi表示Q中第i类训练样本,Ki为Qi对应的系数,用di1衡量y与y'之间的偏差程度,即di1=||y-y'||2 (6)di1越小,说明y'越能表示y;
步骤五:对步骤一生成的第i类镜像图训练样本矩阵Mi,使用步骤四的方法,用di2来衡量第i类镜像图训练样本表示的y偏差程度;
步骤六:对步骤二生成的第i类新的训练样本矩阵 使用步骤四的方法,用di3来衡量第i类新的训练样本表示y的偏差程度;
步骤七:对步骤三生成的第i类新的镜像图训练样本矩阵 使用步骤四的方法,用di4来衡量第i类新的镜像图训练样本表示的y偏差程度;
步骤八:融合步骤四、步骤五、步骤六和步骤七所生成的di1、di2、di3和di4来求得所有训练样本表示第i类测试样本的最终偏差程度di,di=β1di1+β2di2+β3di3+β4di4,β1、β2、β3和β4分别为di1、di2、di3和di4对应的权重,β1+β2+β3+β4=1,β1+β2≥β3+β4;若 则测试样本y被分配到第i类。