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专利号: 2021111269295
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征是包括以下步骤:S1、从织物图像中随机抽取N张进行特征提取,得到特征矩阵X,标签矩阵H;

S2、将特征矩阵X随机分为带标签的训练样本Xtrain和带标签的测试样本Xtest;

S3、利用类间离散权系数Wj,q’和类内紧凑权系数αj,计算增加局部几何信息后的类内散射矩阵SW和类间散射矩阵SB;

S4、利用重新定义得到的 和 得到GSVD所需的 和 的矩阵对;

S5、通过改进后的线性判别分析模型得到最优的投影矩阵W,将测试样本Xtest通过投影矩阵W到新的子空间得到Y,并利用KNN分类器确认测试集样本标签。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征在于,步骤S1中,在MATLAB中制作织物图像数据集,通过灰度共生矩阵、梯度方向直方图对N张织物图像进行特征提取,得到N×n的特征矩阵X,并制作N×1的标签矩阵H。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征在于,步骤S2中,训练样本Xtrain={(x1,y1);(x2,y2)K(xm,ym)},xi为1×n维向量,共m个样本;

k为类别数,yi∈{1,2...k}, 为第j类样本的集,Nj(j=1,

2...k)为第j类样本的个数。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征在于,步骤S3中αj和 具体包括:S3.1、设xj,p和xj,m为第j类样本的第p个样本和第m个样本,定义类内聚合度为Q{j},表示为:

S3.2、Nj已知为第j类的样本数量,共k类;将k类的类内聚合度定义为:S3.3、将k类的类内聚度均值作为准则,判别标准为 设类内紧凑权系数为αj,αi的通过判断Q{j}和mean的大小来决定,即:S3.4、加入类内紧凑权系数得到改进后的类内散射矩阵步骤S3中Wj,q’和 具体包括:S3.5、利用Wj,q表示类j和类q之间的相似性,相似度越大说明类间差异越小,依据相似度公式:

第j类的样本均值可以用 表示, uj和uq都为1×m的矩阵;σ为自定义参数;

k×k

S3.6、施加一个判别标准来确定不同类之间的离散权系数, G∈R ,Wmean为相似度矩阵G的整体均值:

Wj,q’=Wmean,Wj,q≥Wmean;Wj,q’=Wj,q,Wj,q<WmeanS3.7、加入类间离散权系数得到改进后的类间散射矩阵

5.根据权利要求4所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征在于,步骤S4具体包括,

S4.1、通过步骤S3得到的 和 表示成 以及S4.2、根据GSVD所需的矩阵对 对该矩阵对进行奇异值分解T

S4.3、从M(1:k,1:t)的SVD分解中M(1:k,1:t)=U∑AL,求出L;

S4.4、计算

n×(k‑1)

S4.5、取Z的前k‑1列记为W∈R ,W即所求的投影矩阵。

6.根据权利要求5所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类方法,其特征在于,步骤S5中,根据步骤S4得到的投影矩阵W,将测试样本Xtest投影到新的子空间,即Y=Xtest×W,将投影到子空间的Y通过KNN分类器估计测试集样本的标签与测试集的真实标签进行对比,得到分类结果的准确度。

7.一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类系统,其特征是包括以下模块:织物图像特征提取模块,从织物图像中随机抽取N张进行特征提取,得到特征矩阵X,标签矩阵H;

样本分类模块,将特征矩阵X随机分为带标签的训练样本Xtrain和带标签的测试样本Xtest;

重新定义模块,利用类间离散权系数Wj,q’和类内紧凑权系数αj,计算增加局部几何信息后的类内散射矩阵SW和类间散射矩阵SB;

计算模块,利用重新定义的 和 得到GSVD所需的 和 的矩阵对;

输出模块,通过改进后的线性判别分析模型得到最优的投影矩阵W,将测试样本Xtest通过投影矩阵W到新的子空间得到Y,并利用KNN分类器确认测试集样本标签。

8.根据权利要求7所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类系统,其特征在于,织物图像特征提取模块中,在MATLAB中制作织物图像数据集,通过灰度共生矩阵、梯度方向直方图对N张织物图像进行特征提取,得到N×n的特征矩阵X,并制作N×1的标签矩阵H。

9.根据权利要求7或8所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类系统,其特征在于,样本分类模块中,训练样本Xtrain={(x1,y1);(x2,y2)K(xm,ym)},xi为1×n维向量,共m个样本;k为类别数,yi∈{1,2...k}, 为第j类样本的集,Nj(j=

1,2...k)为第j类样本的个数。

10.根据权利要求9所述的一种基于改进的LDA‑GSVD织物图像瑕疵分类系统,其特征在于,重新定义模块中αj和 具体包括:设xj,p和xj,m为第j类样本的第p个样本和第m个样本,定义类内聚合度为Q{j},表示为:Nj已知为第j类的样本数量,共k类;将k类的类内聚合度定义为:将k类的类内聚度均值作为准则,判别标准为 设类内紧凑权系数为αj,αi的通过判断Q{j}和mean的大小来决定,即:加入类内紧凑权系数得到改进后的类内散射矩阵重新定义模块中Wj,q’和 具体包括:利用Wj,q表示类j和类q之间的相似性,相似度越大说明类间差异越小,依据相似度公式:

第j类的样本均值可以用 表示, uj和uq都为1×m的矩阵;σ为自定义参数;

k×k

施加一个判别标准来确定不同类之间的离散权系数, G∈R ,Wmean为相似度矩阵G的整体均值:

Wj,q’=Wmean,Wj,q≥Wmean;Wj,q’=Wj,q,Wj,q<Wmean加入类间离散权系数得到改进后的类间散射矩阵