1.一种基于高维PCANet的鲁棒图像识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1 选取J张图像A={A1,…,AJ}作为训练集,对应的类别标签为 Z={Z1,…,ZK}为待识别图像的集合,即测试集,这里, 分别表示实数域上的具有C0∈{1,3}个通道的长宽为m×n的图像;
步骤2 初始化参数和输入数据:令 这里, 用于指示网络所处的阶段, 表示网络处于训练阶段, 表示网络处于测试阶段;令l=0,这里,l用于指示输入图像或特征图在网络中的层数, 其中, N=J;
步骤3 由 构建矩阵
其中, 为 的均值,
表示从 的第c个通道中抽取的第b∈{1,2,…,mn}个大小为k×k的特征块,Vec(·)表示将矩阵拉伸为列向量的运算;
步骤4 如果 网络处于测试阶段,则跳至步骤7,否则,执行下一步;
步骤5 计算 的主方向 其中, 为协方差矩阵 的第i个特征向量,对应的特征值为λi,且步骤6 由V(l)获取Cl+1个立体式滤波器组 Cl+1≤k2;
步骤7 计算第l+1个卷积层的特征图集X(l+1);
步骤8 令l=l+1,执行上述步骤3~步骤7,直至l=L,这里L表示预先给定的最大卷积层数;
步骤9 初始化参数和输入数据:令 l=0, 其中,Yi(l)=Ai,N=J;
步骤10 由 构建矩阵 其
中, 为 的均值,
表示从Yi(l)的第c个
通道中抽取的第b∈{1,2,…,mn}个大小为k×k的特征块;
步骤11 如果 则跳至步骤14,否则,执行下一步;
步骤12 计算 的主方向 其中, 为协方差矩阵 的第i个特征向量,对应的特征值为λi,且步骤13 由V(l)获取Cl+1个立体式滤波器组 Cl+1≤k2Cl;
步骤14 计算第l+1个卷积层的特征图集Y(l+1);
步骤15 令l=l+1,执行上述步骤3~步骤14,直至l=L;
步骤16 将特征图集X(L)和Y(L)合并起来形成新的特征图集F:步骤17 对特征图集F进行模式图编码,得到模式图集P:P={Pi,β}i=1,…,N;β=1,…,Β,其中,表示第i个样本的第β∈{1,…,Β}个模式图,Fi,·表示特征图子集Fi中的第·个特征图, T表示参与单个模式图编码的通道数,USF(·)表示单位阶跃函数,将输入数值通过与0比较进行二值化,即:步骤18 从模式图集P欧诺个提取柱状图特征H:H=[Hi]i=1,…,N,其中,Hi=[Hi,1,…,Hi,B]T,Hi,β=Qhist(Pi,β),Qhist(Pi,β)表示将模式图Pi,β划分为Q块,从每一块中提取柱状图,每T T个柱状图使用2个分组,也就是,统计模式图的编码值在每一特征块的2个分组中出现的频率;
步骤19 如果 则令HTe=H,跳至步骤21;否则,令HTr=H,执行下一步;
步骤20 令 l=0, 其中,N=K,Xi(l)=Zi,执行步骤3~步骤19;
步骤21 计算度量矩阵M=[Mi,j]i=1,…,J;j=1,…,K,其中, 这里,其中,D表示 和 的长度, 表示 中的第d个元素, 表示或 )的第d个元素;
步骤22 计算测试集Y中各样本的类别Id=[Idi]i=1,…,K:其中,Mi表示度量矩阵M中的第i列向量,minIndx(·)表示Mi中的最小元素的索引。
2.如权利要求1所述的基于高维PCANet的鲁棒图像识别方法,其特征在于,所述步骤7(l+1) (l+1)中,按照如下步骤计算第l+1个卷积层的特征图集X :7.1)将 投影到W :(l+1)
7.2)将 中的元素重新组织为特征图集X :其中, 且
c=j%Cl+1;
这里, 表示 的第c列的第a到b行的列向量,a%b表示a对b取余, 表示对实数a下取整,matm×n(ν)表示将任意列向量 重新排列为m×n的矩阵。
3.如权利要求1或2所述的基于高维PCANet的鲁棒图像识别方法,其特征在于,所述步骤14中,按照如下步骤计算第l+1个卷积层的特征图集Y(l+1):14.1)将 投影到W(l+1):
14.2)将 中的元素重新组织为特征图集Y(l+1):Y(l+1)={Yi(l+1)}i=1,…,N,其中, 且r=(i-1)mn;这里, 表示将集合·中的矩阵在通道方向上连接起来。