Gabor小波+PCA+LDA特征提取方法的人脸表情识别
基于Gabor小波+PCA+LDA特征提取方法的人脸表情识别 论文机电技术2011年12月(k)(×()4eXp|-0.5(0(4)-2×3.1415926)×U第四步:初始模型确定下来以后,采用则将该待识别人脸表情判别为第讠类表情Baum- Welch算法对参数进行重估计,选代调整模人脸表情实验及分析型参数以达最优化。这样就完成了训练建模工作,获得了在粗分本文在JAFE( Japanese Female Facial Expre-类层次下代表7种人睑表情的IMM模型sion)表情数据库中进行实验。 JAFFE人脸表情库a1=(A,B,)(=1,2,…,7)10个人,共213幅图像组成,每人都包含愤怒、23HMM人脸表情分类厌恶、恐惧、髙兴、悲伤、惊讶和中性7种表情,对待识别的人脸表情图像,按本节22中模型每人每种表情2~4幅,每和表情共有27幅本文实验与 Mihcac等的测试方法相似,把数训练步骤的第一步获得观察向量O,然后计算观据库中的210图像分成3个部分,每个部分包含察向量O与已训练好的HMM模型A1=(A,B,z)10个人,且每个人包含7幅不同表情图像,每次使的似然概率P(O|λ)(=,2,…,7)。通过用其中的一个部分训练各个表情的HMM模型,剩Forward-Backward算法来计算似然概率,如果下的两个部分用来测试。循环操作3次,然后对这P(O|A1),i∈(1.2,…,)在P(OA)(=1,2,…,7)3次取平均值,得出表情识别率。本方法获取的表中最人,即情识别率见表1P(Ol, )=max p(ola)表1人脸表情识别结果愤怒厌恶恐惧高兴中性悲伤惊讶识别率/愤怒厌恶恐惧5591高兴中性悲伤0201100095.00020惊讶05693.33整体识别率92.14从表1中可以看出,本方法可以获得较好的表高的问题,提出了一种新的人脸表情识别方法。情识别率,但是,从实验中也可发现,不管是有本方法通过更加有效的 Gabor小波+PCA+LDA表没有减少分类类别数,实验中始终存在误识别。情特征提取方法,然后结合IMM模型建立7个对从实验数据斥中发现,悴中杲些人的种表情变化应基本表情+中性表情的模型,进行识别分类,并不明显,即使人眼也无法确定其表情类别,以并且取得了92.14%的整体识别率。同时,在实验致算法在识别时出现错误。中发现,由于人脸实验数据库中某些人的7种表情4结论变化并不明显,即使人眼也无法确定其表情类别,以致算法在识别时出现错误。本文针对目前人脸衣情的整体识别卒普遍不(下转第35页)21994-2015ChinaacAdemicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrcscrved.http://www.cnki.nct第6期林彩邴等:磁流变阻尼器减振系统的分数阶微分方程硏究35[2] DROZDOVAD Mechanicsofviscoelasticsolids[M]. New York: John Wiley &Sons Ltd, 1998: 21-65B3 LAKES RS. Viscoelastic solids[M]. London: CRC Press, 1998: 63-1104 Stanway R, Sproston, J L, Stevens N (i. Non-liner modeling of an electrorheological vibration damper.J. Electrostatics,1987,20[S]周强,瞿伟廉.磁流变阻尼器的两种力学模型和试验验证[.地震工程与工程振动,2002,22(40.[6] Gamoto DR, Filisko F E. Dynamic mechanical studies of electrorheological materials moderate frequencies. J. Rheology,991,35(3).[刀]汪建晓,孟光.磁流变阻尼器用于振动搾制的理论及实验研究J.振动与冲击,2001,20(2)[8 Wen Y K. Method of random vibration of hysteretic systems[J. Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE102(EM2),19769SpencerJr. BF, Dyke SJ, Sain M K, Carlson, J.D. Phenomenological model of a magnetorheological damper. JEngrg. MechASCE.1997,123[10]薛定宇陈阳泉高等应用数学问题的 MATLAB解[M清华大学出版社,2010[l]l云,谭半.磁流变阻尼控制理论与技术[M科学出版社2007[1】]王振滨曹广义分数微积分的两种系统建模方汏系统仿真学报,2004,6(4:810-81上h与比比比比匙比比知5印(上接第20页)参考文献[1] ZHAO Quan-you, PAN Bao-chang, PAN Jian-jia, et al. Facial expression recognition based on fusion of Gabor and LBPfeaturesLA] In: Proceedings of the 2008 International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition[C), HongKong,IEEE,2008(8):362-367[2] Tang Fang-qi, Deng Ben-zai. Facial Expression Recognition using AAM and Local Facial Features [A]. In: Proceedings ofthe Third International Conference on Natural Computation[C], Haikou, China, IEEE, 2007(8): 632-635[3]陈培俊基于静态图像的人脸表情识别研咒[M成都:西南交通大学,2007[4] Lades M, Vorbruggen JC, Buhmann J. Distortion invariant object recognition in the dynamic linkarchitecture[J].IEEE Transactions on Computers, IEEE, 1993, 42(3): 300-311[5]彭辉张长水荣钢等基于KL变换的人脸自动识别方法清华大学学报(自然科学版),2007,37(6):6770[6]Duda RO, Hart PE, Stork DG Pattern Classification(second edition). New York: Wiley, 20017]李云霞,李治柱,吴亚栋基于HMM的关键词识别系统计算机工程,2004,30(7):130-132谨致作者敬请本刊作者允诺:稿件中没有侵犯他人著作权或其它杈利的内容并且文责自负:投寄给本刊的槁件(论文、图表、照片等)自发表之日起,其专有出版权和网络传播权即授于本刊,并许可本刊在本刊网站或本刊授权的网站上传播及屮国核心期刊(遴选)数据库、屮国学术期刊综合评价数据库、屮文科技期刊数据库、屮国台湾华艺数据库全文收录。对上述合作若有异议者,烦请来时向本刊申明,未作申明者,本刊将视为同意,谢谢合作。并致诚挚敬意。《机电技术》编辑韶21994-2015ChinaacAdemicJOurnalElcctronicPublishingHousc.Allrightsrcscrved.http://www.cnki.nct
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matlab模型预测控制
介绍MPC，简介预测控制动态矩阵能直接处理带有纯滞后的对象，对大惯性有很强的适应能力，又有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性，并且对模型精度要求低，所以在工业过程中有很强的适用性。本文针对DMC算法进行研究，并在此基础上用matlab进行了系统仿真验证了该算法的优点。口经验交流口仪器仪表用户P已知的情况下,控制时域长度M越小,越难保证输出在各采能的 Window标准图形用户界面,使优化问题操作简单方便。样点紧密跟踪期望输出值,系统的响应速度比较慢,但容易得在 Matlab制作图形用户界而(GUI)的设计环境下,用M文件到稳定的控制和较好的鲁棒性;控制时域长度M越大,控制来进行CU编程,使GU设计变得简单、快捷。的机动性越强,能够改善系统的动态响应,增大了系统的灵活首先在Meab的命令窗下输人 guide命令或者利用文件性和快速性,提高控制的灵敏度,但是系统的稳定性和鲁棒性菜单中的new选项下的GUI,即可以进入CUI设计窗口。从变差。因此,控制时域长度的选择应兼顾快速性和稳定性。窗口的左侧工具栏中选取需要的控件,绘制在右侧锥形窗口;4)控制加权系数双击各控件图标,即打开该控件属性对话框,对其进行属性设控制加权系数主要用于限制控制增量的剧烈变化,使控置。保存图形界面时,系统将直动生成一个同名的m文件,打制量的变化趋于平缓,以防止超出限制范围或发生剧烈振荡,开此程序文件,对图形界面各控廾的回调函数 Callback()增减少对系统的过大冲击。增加控制值加权系数的值,控制作加所需的程序代码,以完成各种操作。设计完成之后的得到用减弱,闭环系统稳定,输出响应速度减慢,有益于增加系统的界面如图4所示。的稳定性;但过人的控制加权系数会使控制量的变化极为缓动态矩阵控制算法仿真慢,系统得不到及时的调节,反而会使动态特性变坏7。拴制牌出图积样周期预測时域斑度「F动态矩阵控制算法的优点I)直接在控制算法中考虑预测变量和控制变量的约束条控制时域长度M=1件,用满足约束条件的范围求出最优预测值输入戏象横型控淛权系数2)把控制变量与预测变量的权系数矩阵作为设计参数,系统设定值在设计过程中通过仿真调节鲁棒性好的参数值。3)预测变量和控制变量较多的场合,或者控制变量的的设定在给出的目标值范围内,只是具有自由度,预测变量的定图4动态矩阵控制算法界面设计常状态值被认为是有无数组组合。5结束语4)从受控对象动态特性设定到最后作为仿真来确定控制性由上述仿真结果可以知道,动态矩阵控制效果比传统能为止。DMC算法以直接作为控制量,在控制中包含了数字积PID的控制效果好。动态矩阵控制采用工程上容易得到的阶分环节,因此,即使在模型失配的情况下,也能得到无静差控制。跃响应作为数学模型、运算量小、算法简单、在线实时方便,具4仿真研究有良好的调节品质和很强的鲁棒性,能抑制被控对象的大迟针对被控对象C(s)=12滞特性,能够满足生产现场的需要,获得满意的控制效果,因17.2s+进行仿真,取采样周期而有良好的应用前景。同时基于 Matlab汝计实现了动态矩阵T=2s,模型时域长度为N=90,预测时域长度P=6,控制时控制算法图形用户界面,为动态矩阵控制算法提供了一个简域长度M=1,控制权系数A=1,系统设定值y,=1。对模型在单实用的平台。由于 Matlab具有良好、开放的可扩展性,在应用阶跃扰动下进行仿真,得到如图2所示的控制曲线,可以知道中,用户可以根据实际问题编写相应的函数文件,在CU平台输控制效果较好。入要修改的参数即可完成优化求解操作简单、非常实用。口与传统的PID控制器的控制效果进行比较,其中传统参考文献PD的参数采用工程整定法中的动态特性参数法(又称Z-NL1]李国勇.智能控制及其 MATLAB实现[M]北京:电子工业整定法),得到的参数为Kp=1.5,T1=1,T=0.5,仿真结果出版社,2005:285-289如图3所示。2]席裕庚预测控制[M].北京:国防工业出版社,1993[3]周福恩,毕效辉.动态矩阵控制算法在过程控制中的应用研究[J].南通航运职业技术学院学报,2005,4(1)4345[4]何同祥,常宁青.动态矩阵控制算法在工业电加热炉温度控制中的应用[J.仪器仪表用户,2011,(01):28-3004[5}李玉红,刘红军,王东风,韩璞.一种新型的动态矩阵控制算法及仿真研究[J]计算机学报,2005,22(2):103-1091015公23[6]周忠海,张涛,陈哓高.基于动态矩阵控制算法的电加热炉图2DMC仿真纬果图图3传统Pm仿真结果图温度控制系统[J].山东科学,2005,18(5):7073我们知道传统的PID控制超调量过大,稳定时间长,控制7]触晓红,周佳精通GUI图形界面编程[M].北京:北京大学模型和参数需要比较精确,否则控制性能不会很好,而采用动出版社,2003作者简介:杨丽华(1987-),女,在读硕士研究生,主要从事预测控制方态矩阵控制算法则大大地抑制了超调量,消除了振荡,也缩短面的研究工作;赵文杰(1969-),男,华北电力大学控制科学与工程学了平衡时间,控制效果好。院副教授,主要从事热工过程的信息融合与先进控制方面的研究根据上述动态矩阵控制算法的基本流程及其操作编制成工作相应的m函数文件。这个设计包含动态矩阵控制算法优化功收稿日期2012041866EcVo.192012No,4欢迎光临本刊网站http://www.yqybyh.com
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