基于概率主成分分析的人脸识别.pdf

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1、第6期刘蒽蒽等：基于上下文的机场目标识别方法71基于概率主成分分析的人脸识别刘直芳，游志胜，王运琼（四川大学计算机学院图形图像研究所，四川成都610065）摘要：人脸自动识别是模式识别和图像处理等学科的一大研究热点，在身份鉴别、信用卡识别、护照核对以及监控系统等方面有着广泛的应用。提出一种基于概率主成分分析方法（PPCA）的人脸识别，该方法与传统的主成分分析（PCA）相比，克服了简单的“丢弃”其他非主成分因子，在PPCA中将“丢弃”因子作为噪声成分进行估计，同时PPCA方法是一种基于概率模型的方法，因此很容易延伸为混合模型，对于PPCA概率模型参数，提出利

2、用EM算法对其进行估计。用两个不同的数据集（姿势表情变化集和光照变化集），将PPCA人脸识别算法和传统的PCA算法进行比较，基于PPCA的人脸识别算法中的“丢弃”方差的收敛速度快于传统的PCA算法。实验结果表明，无论是姿势表情变化集，还是光照变化集，PPCA算法的识别率都优于传统的PCA识别算法。关键词：主成分分析；概率主成分分析；人脸识别中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-2276（2004）01-0071-05FacerecognitionbasedonPPCALIUZhi-fang，YOUZhi-sheng，WANGYun-gio

3、ng（InstituteofImage&Graphic，DepartmentofComputerScience，SichuanUniversity，Chengdu610065，China）Abstract：AutomaticfacerecognitionwasanactiveresearchareaintheIastdecade.Withtheincreasedimportanceofsecurityandorganization，identificationandauthenticationmethodsweredeveIopedintoakeytech

4、noIogyinvariousareassuchasentrancecontroIinbuiIding.FacerecognitionmethodbasedonprobabiIisticprincipIecomponentanaIysis（PPCA）wasproposed.However，anotabIefeatureoftraditionaIPCAwastheabsenceofanassociatedprobabiIisticmodeIfortheobserveddata.AprobabiIisticformuIationofPCAfromaGaussi

5、anIatentvariabIemodeIwasobtained，whichwascIoseIyreIatedtostatisticaIfactoranaIysis.TheparametersofPPCAcouIdbedeterminedusingEMaIgorithm.Inexperiments，theproposedmethodshavebeensuccessfuIIyevaIuatedusingtwodifferentdatasets.TheexperimentaIresuItsshowthatthefacerecognitionmethodbase

6、donPPCAissuperiortothemethodbasedonthetraditionaIPCA.Keywords：PrincipIecomponentanaIysis；ProbabiIisticprincipIecomponentanaIysis；Facerecognition收稿日期：2003-04-08；修订日期：2003-08-14作者简介：刘直芳（1974-），女，四川达州人，博士生，主要从事图像处理、计算机视觉、模式识别、人工智能和智能交通方面的研究。72红外与激光工程第33卷布；参数W为dXg的因子矩阵（因子荷载）；参数"为0引言均值

7、；!为高斯噪声，且!~N（0，#），#为对角线矩阵。根据公式（2），则观测数据矢量服从下列分布：人脸自动识别是模式识别和图像处理等学科的t~N（"，C）（3）一大研究热点，它在身份鉴别、信用卡识别、护照核对以及监控系统等方面有着广泛的应用。人脸图像由于式中C=#+WWT［1］受光照、表情以及姿态等因素的影响，同一个人的1$2!"#算法脸像矩阵差异较大。因此，在进行人脸识别时，所选取PCA算法是一种线性投影技术，对于一般的PCA的特征必须对上述因素具备一定的稳定性和不变性。算法：当前大多数人脸识别算法是基于无监督统计方［2］［3］法，其中PCA是当前用得最多

8、的方法。Sirov和TU=W（t-"）（4）［4］Kirty首先用