1.一种遮挡情况下水尺图像特征加权学习识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)摄像头采集水尺图像,进行角度变换、分割、二值化和直方图均衡操作,建立基于特征权值学习的水尺遮挡图像分类模型,过程如下:稀疏表示分类问题,训练样本表示为: 其中c表示为有c类目标,每一项Xi又表示为 xij表示第i类样本中的第j项,ni表示为第i类训练项目的样本数,至此,识别的目标就是对新采集到的待处理图像y,得到最小的分类误差;
对于待测对象y通过字典集X线性表示出来:其中, 为需要求出的系数向量,设训练过后的优化系数向量为ω*, 为ω*中除第i个元素之外其他都为零的向量,因此待测元素通过所对应的的第i类计算出来 至此,待测样本的分类误差根据最小化重构误差来表示:
式(2)看为是图像分类的基本目标函数;
对基本目标函数添加特征加权的约束方式,其中, 作为待测样本在所有参考样本之间的相似度,其相似度测量方式由下式所表示:
其中,σ为带宽系数,ηij表示待测样本y和每一类参考样本之间的距离,该值越大即约束权值系数θij越小;
采用不同的权值以约束残余值的影响,以下式(5)来表示:其中i=1,…,m,对于较大的残余值设置较小的系数,将上式与模型相结合,得:其中,γ为系数,上式(6)即为分类模型,
2)模型求解,过程如下:
为求解该模型,式(6)改写成:设置向量θ∈Rm×1来表示项θi=(yi-riTω)2,上式改写为:得该式的拉格朗日函数为:
其中,κ和βi≥0为拉格朗日乘子,根据KKT条件,得s的优化方程为:假设权值s存在l>0个非零项,得sm-l=0且sm-1-1>0,根据约束sT1=1,得:根据式(10)和式(11),设置γ为:至此,根据已经得到的κ和γ,所求s改写为:完成s权值的计算后,即对不同残余值进行约束计算,实现分类。