支持向量机在嵌入式图像识别中的分析

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1、传统图像识别技术主要是利用数字图像处理技术和统计学原理,提取图像的特征,利用分类器对图像进行识别,算法计算量大,识别效果易受图像质量的影响。近年来发展起来的人工神经网络虽然在图像识别方面有很多优势(如并行处理),但是由于其自身的缺陷(局部极小值、过学习和欠学习等)限制了其应用。和神经网络、决策树不同,本文采用支持向量:机(SupportVectorMachine,SVM)对数字图像进行识别,它是基于结构风险最小化,具有更坚实的理论基础、更强的泛化能力,性能也更加优异。随着集成电子技术的发展,嵌入式系统逐渐向低功耗、

2、小体积、高性能方向发展,图像识别技术在各种嵌入式系统的使用越来越广泛。当在嵌入式系统屮用支持向量机进行图像识别时,由于SVM在训练过程中需要消耗较大的存储资源,特别是在训练样本数量较多时,其训练速度往往成为实际应用的瓶颈,这在一定程度上制约了该算法的推广和应用。另外支持向量机训练和分类的过程涉及到大量的浮点数运算,程序执行时间长,无法满足系统的实时性要求,必须对其加以改进。本文采用的嵌入式系统是三星公司的S3C2440,采用离线训练的SVM参数,即在PC机上用浮点运算训练好支持向量机,然后在嵌入式系统上将浮点运算转

3、化为定点整数运算,降低了运算的复杂性,提高了运算速度,以一定的精度损失带来训练过程数据计算的快捷性。另外采用整型参数对支持向量机进行训练,由于本文所用到的支持向量机的输入向量是数字图像的像素值,因此不必对训练样本进行整型化处理,只需对标准SVM算法中的拉格朗日参数规范化为一定范围内的整数值,并作为训练过程待优化的参数,采用改进的序贯最小优化算法,提高了SVM的训练和分类速度。关键词:图像识别,支持向量机,嵌入式系统,实时性ABSTRACTThetraditionalmethodsofimagerecognition

4、mainlyusedigitalimageprocessingtechnologyandtheprincipleofstatistics,extractthestatisticfeaturesofimageandthenuseclassifiertorecognizetheimage•Itneedsalargeamountofcalculationandtherecognitioneffectissusceptibletotheimagequality.Althoughtheartificialneuralnetw

5、orkhasmanyadvantages(suchasparallelprocessing)inimagerecognitioninrecentyears,butitsowndefects(localminimumvalue,overfitting)limitsitsapplication・Supportvectormachine(SVM)isdifferentfromneuralnetworkanddecisiontree.Itisbasedonstructureriskminimizationprinciple

6、,considerstheminimizationoftheempiricalriskandconfidencebounds.Therefore,SVMhasmoresolidtheoreticalfoundation,strongergeneralizationabilityandexcellentperformance.Withthedevelopmentofintegratedelectronictechnology,thedevelopmentdirectionofembeddedsystemislowpo

7、werconsumption,smallsizeandhighperformance,imagerecognitiontechnologyiswidelyusedinvariousembeddedsystem・WhenusingSVMforimagerecognitioninembeddedsystem,thedisadvantageofconsumingalargestorageresourcesintheSVMtrainingprocess,especiallywhenthetrainingsamplesset

8、isbig,makesthetrainingspeedofthetrainingstagebethebottleneckofpracticalapplications,whichrestrictsthepromotionandapplicationofthealgorithmtosomeextent.Inaddition,theprocessofSVMtra

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