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专利号: 2019107519799
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于低秩和联合稀疏的多模态图像识别方法,其特征在于,包括下列步骤:步骤S1:训练用于多模态图像识别的低秩投影矩阵P以及字典D:步骤S101:构建优化模型:其中,K表示模态数,C表示类别数,||·||F表示Frobenius范数,||·||1,2表示联合稀疏范数,||·||*表示核范数,上标T表示矩阵转置;

i i

X表示第i种模态的训练样本图像的特征矩阵,且X为mi×n维的矩阵,其中mi表示第i种i

模态的训练样本图像的特征维度,n表示每种模态包含的样本数;D表示第i种模态的字典;

i i 1 2 K

Λ表示字典D的系数矩阵;稀疏系数Λ=[Λ ,Λ ,...,Λ];λ表示正则化参数; 表示第i

i种模态的字典D的原子;I表示单位矩阵;

步骤S102:基于预置的训练样本图像集,采用交替方向乘子法求解构建的优化模型,得到低秩投影矩阵P以及字典D:步骤S102‑1:初始化初参数,包括稀疏系数Λ0,低秩投影矩阵P0,字典D0;辅助变量Z0和W0,拉格朗日乘子AZ,0和AW,0;以及拉格朗日参数αZ,αW;迭代次数t=0,最大迭代次数k;

其中,字典 稀疏系数

辅助变量Z0的矩阵维度与稀疏系数Λ0的矩阵维度相同,辅助变量W0的矩阵维度与低秩投影矩阵P0的矩阵维度相同;

步骤S102‑2:更新稀疏系数Λ:通过公式 得到第t+1次更新后的对应第i种模态的字典的系数矩阵 从而得到第t+1次更新后的稀疏系数Λt+1;

步骤S102‑3:更新字典D:通过二次问题求解器求解式子 从而得到t+1次更新后的字典Dt+1;

步骤S102‑4:更新低秩投影P:通过公式 得到第t+1次更新后的低秩投影矩阵Pt+1;

步骤S102‑5:更新辅助变量Z:通过公式 得到辅助变量Z在第t+1次更新后的第i行的行向量zi,t+1,从而得到第t+1次更新后的辅助变量Zt+1;

‑1

其中,n=γi,t+1+αz ·azi,t,γi,t+1、azi,t分别为Λt+1、AZ,t的第i行的行向量;

步骤S102‑6:更新辅助变量W:通过公式 得到第t+1次更新后的辅助变量Wt+1;

T

其中,FΣB是 的奇异值分解;函数S(a,b)取值为:当|a|≥b时:S(a,b)=sgn(a)(|a|‑b);当|a|<b时:S(a,b)=0;

步骤S102‑7:更新拉格朗日乘子AZ和AW:通过公式AZ,t+1=AZ,t+αZ(Λt+1‑Zt+1)和AW,t+1=AW,t+αW(Pt+1‑Wt+1)得到第t+1次更新后的拉格朗日乘子AZ,t+1和AW,t+1;

步骤S102‑8:判断迭代次数t是否达到最大迭代次数k,若是,则将最近更新后的Pt+1和Dt+1作为投影矩阵P以及字典D的训练结果值;否则更新t=t+1,并返回步骤S102‑2;

1 2 K

步骤S2:基于待分类图像的不同模态的特征矩阵Y ,Y ,...,Y ,将待分类图像通过低秩投影矩阵P进行投影后,求解关于字典D的联合稀疏表示,从而得到待分类图像的联合稀疏系数

步骤S3:基于待分类图像的联合稀疏系数 进行分类处理,得到待分类图像的分类识别结果。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述最大迭代次数k的取值范围为10‑15。