基于改进高分辨率网络的人脸性别和年龄识别

针对目前利用人脸特征进行性别和年龄识别率较低的问题, 提出一种基于改进高分辨率网络(improved high-resoultion net, IHRNet)的新方法. 首先, 在IHRNet中融合具有少量参数和较高识别率的MobileNetV3结构, 结合高分辨率网络自身具有的多尺度特征提取优势, 有效提升了人脸特征识别的准确率; 其次, 为降低过拟合风险, 网络先采用IMDB-WIKI人脸数据集进行预训练, 然后加载预训练模型在Adience人脸数据集中进行训练和测试; 最后, 与ResNet50,HRNet,MobileNetV3三种同类算法进行对比. 实验结果表明, IHRNet在年龄及性别识别上的准确率分别高达82%,95%, 比同类算法分别平均提升9%和3%, 且参数量较未改进时下降36%, 验证了改进算法的有效性.     

基于改进高分辨率网络的人脸性别和年龄识别

针对目前利用人脸特征进行性别和年龄识别率较低的问题, 提出一种基于改进高分辨率网络(improved high-resoultion net, IHRNet)的新方法. 首先, 在IHRNet中融合具有少量参数和较高识别率的MobileNetV3结构, 结合高分辨率网络自身具有的多尺度特征提取优势, 有效提升了人脸特征识别的准确率; 其次, 为降低过拟合风险, 网络先采用IMDB-WIKI人脸数据集进行预训练, 然后加载预训练模型在Adience人脸数据集中进行训练和测试; 最后, 与ResNet50,HRNet,MobileNetV3三种同类算法进行对比. 实验结果表明, IHRNet在年龄及性别识别上的准确率分别高达82%,95%, 比同类算法分别平均提升9%和3%, 且参数量较未改进时下降36%, 验证了改进算法的有效性.     

基于计算机视觉技术和支持向量机的手势识别算法研究

针对现有的手势识别方法在复杂环境中识别效率不理想的情况，提出一种双通道卷积神经网络模型，该模型同时采用灰度世界算法和离散小波变换对输入数据进行预处理，减少照变化对图像的影响并提高识别效率和模型稳定性。然后通过高维特征融合模块将提取的图像信息进行融合，再利用帝国竞争算法对支持向量机分类器进行优化，提高分类效果。实验结果显示，在实验环境中，该模型的平均识别率达95%,收敛速度快，效率高。经过消融实验对比，性能比基准模型提高4%以上。在实际测试中，对于简单手势的识别率均在90%以上，对于复杂收手势的识别率在80%以上。     

基于双流卷积网络的宫颈细胞细粒度分类

为了实现对宫颈细胞图像相近类别的准确自动分类,提出了一种双流卷积神经网络算法。算法以DenseNet121网络和Xception网络为基础并对其进行改进,以提高算法对宫颈细胞进行细粒度分类的识别准确率。首先,在DenseNet121中引入DropBlock模块进行网络正则化,用于提高模型的泛化能力;其次,在Xception中加入SE(Squeeze-and-Excitation)模块调整通道权重,以增强网络提取有效特征的能力;最后,将两个网络输出的特征图进行拼接构建双流网络,来获取宫颈细胞更全面的特征信息。实验结果表明,该网络在Herlev数据集以及SIPaKMeD数据集上各性能指标都表现良好,且都达到了99%的准确率,优于改进融合前的网络,提出的算法在宫颈细胞的细粒度分类中具有较高识别率。     

基于HMM的手势识别研究

利用可穿戴式加速度传感器采集手势动作信息,研究了基于隐马尔可夫模型的手势识别技术.首先采集手势加速度数据,采用改进的SWAB算法进行自动端点检测,通过提取相应的手势特征,利用HMM对手势指令建模,并采用K-means算法矢量量化手势特征序列,以提高手势识别性能.实验表明,本文采用的方法能够有效识别手势动作.     

基于关键点的残差全连接网络动态手势识别方法

车载动态场景下,为了提高基于视频手势识别的准确率和鲁棒性,提出了一种基于关键点的残差全连接网络手势识别算法.对在不同车辆平台、不同运动条件下采集的不同光照强度的视频数据进行归一化等预处理后提取视频帧的关键点,以关键点个数为准则进行了关键帧选取以提高运算性能和降低算法复杂度,将从关键帧中所提取的关键点送入残差全连接网络实现连续手势的识别.在不同光线与车内环境下,所提算法对6类动态手势的平均识别准确率达到96.72%,相较3D卷积神经网络(C3D)、卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)、长短时记忆网络(long short-term memory network,简称LSTM)和双流网络,其识别率分别提升了10.72%,6.40%,5.17%和4.50%.实验结果验证了所提算法在车载环境下连续手势识别的有效性.     

基于视觉的手势识别研究

在对基于视觉的手势识别的几个关键问题进行研究的基础上,尝试将高斯金字塔光流算法与DTW分类算法相结合,应用到动态手势识别中.实验表明,四个动态手势的平均识别率达到了94.5%.     

基于Copula贝叶斯分类器与改进YOLOv5网络的手势识别研究

手势识别是通过识别人类手势并结合相关算法实现对手势语义分类的一项议题,在智能建筑、机器控制、新型人机交互、辅助驾驶等领域应用十分广泛,因此,手势识别具有重要研究意义。该文提出在YOLOv5目标检测网络引入注意力机制,以解决YOLOv5目标检测网络特征差异不敏感问题;此外,利用Copula模型改进朴素贝叶斯分类器,以解决图片分类精度缺失问题。实验结果表明：该文提出的Attention-YOLOv5检测网络比原网络在准确率和召回率上都有显著提升,基于Copula理论改进的贝叶斯分类器在准确率上显著高于朴素贝叶斯分类器。     

基于SAT-GCN的花样滑冰选手动作检测算法研究

针对花样滑冰运动人体运动轨迹复杂、动作类型多样、普通人肉眼难以区分且常规的行为识别方法识别准确率低的问题，提出了一种基于时空图卷积网络与多通道注意力机制融合方法 (SAT-GCN)的花样滑冰动作识别算法。该算法首先将视频提取成连续的单独帧，使用OpenPose算法提取人体骨骼关键点数据，降低背景噪声干扰；然后使用时空图卷积算法对骨骼关键点数据进行动作分类。算法对时空图卷积算法进行改进，加入了多通道时空注意力机制融合模块，使得模型更加关注重要的关键点、时间帧片段、特征；使用时序卷积网络(TCN)提取人体骨架关键点在时间序列上的特征；使用SoftMax对提取后的特征进行动作分类。在花样滑冰数据集FSD-10和公开的人类行为数据集Kinetics-Skeleton上进行训练和测试，与改进前的时空图卷积网络(ST-GCN)进行对比，本文所提算法的预测准确率在2个数据集上均有所提升，验证了多通道注意力机制融合方法在花样滑冰选手动作检测任务中的有效性。     

基于B参数的改进HMM动态手势识别算法

针对目前动态手势识别中隐马尔可夫模型(HMM)在训练B参数的过程中,训练过程复杂、易陷入局部最优解的不足,提出了一种基于B参数的改进HMM动态手势识别算法.该算法在计算HMM观测状态转移概率的过程中,引入了支持向量机(SVM)改进算法,利用SVM的强分类能力将其输出通过Sigmoid函数转换为概率,并作为HMM中各个隐状态的输出概率,优化了HMM的B参数,从而改进了HMM算法的性能,提高了系统的识别率.实验结果证明:该方法能够准确地识别出动态手势轨迹,平均识别率由86.1%提高到97.4%,并且对光照和复杂背景均具有较强的鲁棒性.     

人体检测与异常行为识别联合算法

近年来,异常行为识别算法取得了一定的研究进展,但是针对复杂环境、人体遮挡、动作相似度高等多种挑战,识别算法的适应性、效率、准确性都有待进一步提高。为了解决以上问题,提出了基于特征增强的人体检测与异常行为识别联合算法,首先将视频序列分别送入人体检测网络和特征加强网络,再采用爱因斯坦求和法将特征加强网络输出的多头卷积注意力特征与人体检测网络输出的热力图特征融合,得到加强融合特征,然后利用检测网络输出的人体目标位置特征信息和ROI Align模块对加强融合特征进行人体ROI(region of interest)区域特征截取,得到人体ROI区域加强融合特征,最后将人体ROI区域加强融合特征送入Transformer时序建模网络模块进行人体行为特征时序建模和识别。所提算法充分利用检测网络中间过程产生的行为主体区域特征,弱化了复杂环境中背景的干扰,同时实现了检测网络的输出特征共享,避免了识别网络的二次特征提取过程,从而提高了网络运行效率,且利用Transformer网络的建模优势,能够充分挖掘人体行为空间特征、时序特征以及之间的跨域特征的优势。实验结果表明：所提算法在提高了网络效率的同时大幅度地...     

基于多层特征深度融合的卷积神经网络人脸识别方法

针对传统神经网络在人脸图像的训练过程中没有将高低卷积层信息进行融合,为充分利用图像各层特征信息,提出一种基于三层特征融合的全连接卷积神经网络模型,算法将原有网络最后三层特征结合,并将提取的特征信息与最后一层全连接层结合,从而增加了浅层特征的表达,加强了深层特征的提取效果,促使改进后的卷积神经网络提取的信息更加完备;同时将损失函数和中心函数加权联合,以提高人脸图像的识别率和区分性.在CASIA-webface人脸数据库进行的实验结果表明,改进后的网络模型识别率达到98. 7%,优于DCNN等算法,并将训练好的网络模型应用到YALE、PERET、LFW-A等人脸库上,相比其他方法识别率都有所提升.     

基于姿态角的双Kinect数据融合技术及应用

针对单个Kinect深度图像传感器在人机交互时的骨骼自遮挡所导致的识别精度问题,提出了基于姿态角的双Kinect数据融合技术。首先,通过两台Kinect采集人体关节的数据信息;并做坐标统一化处理;其次,提出了基于姿态角的骨骼数据融合算法模型,同时依据Kinect SDK构建标准姿势特征向量集合;随后,根据骨骼活动度分配对应骨骼贡献度大小,进而计算融合后的姿势特征向量集合与标准姿势特征向量集合的余弦和,实时反馈两者姿势的匹配度,实现人体姿势的识别。通过构建数据融合处理平台,并应用于人体姿势识别,验证了该方法在不影响识别速率的前提下,提高了人体姿势识别的精准度。     

一种改进YOLOv3的手势识别算法

为了解决YOLOv3算法在手势识别中存在识别精度低及易受光照条件影响的问题,提出了一种改进的YOLOv3手势识别算法。首先,在原来3个检测尺度上新增加1个更小的检测尺度,提高对小目标的检测能力;其次,以DIoU代替原来的均方差损失函数作为坐标误差损失函数,用改进后的Focal损失函数作为边界框置信度损失函数,目标分类损失函数以交叉熵作为损失函数。结果表明,将改进的YOLOv3手势识别算法用于手势检测中,mAP指标达到90.38%,较改进前提升了6.62%,FPS也提升了近2倍。采用改进的YOLOv3方法训练得到的新模型,识别手势精度更高,检测速度更快,整体识别效率大幅提升,平衡了简单样本和困难样本的损失权重,有效提高了模型的训练质量和泛化能力。     

基于三支决策的触摸手势识别算法

为了提高人与机器人交互过程中对触摸手势的识别能力,提出一种基于三支决策的触摸手势识别算法.通过对触摸手势数据集CoST(corpus of social touch)的分析以及结合其他领域的研究,提出2种数据预处理方法“截取”和“去背景”,并从6个不同角度提取了特征,包括基本特征、基于直方图的特征、序列特征、梯度特征、接触面积特征和基于每个传感器的特征.以随机森林为分类器采用十折交叉方法进行了验证,发现不同的预处理对于不同触摸手势的识别有不同的效果.为了融合不同预处理的优势,引入三支决策的思想,将m分类问题转化为m个2分类问题,使用统计的方法计算每个二分类的三支决策阈值,按照一定的先后顺序和权重指标对经过不同预处理的分类结果进行决策筛选.仿真实验结果表明,基于三支决策的触摸手势识别算法在一定程度上达到了融合的效果,并提高了触摸手势的识别率.     

基于量表大数据的深度神经网络抑郁分类模型

针对抑郁相关量表大数据所面临的特征冗余、特征维度单一、特征子集难以确定等问题,提出了一种基于深度神经网络（deep nural network,DNN）的抑郁分类模型．通过结合主成分投影k-means（principal component, PC k-means）,在不破坏原有特征空间的条件下对量表大数据进行特征选择,并对原始算法的随机性与聚类个数不确定的问题进行了优化;在此基础上,为了增强抑郁识别维度的多样性,构建了引入因子分解机（factorization machines,FM）的DNN抑郁分类模型．分析和对比结果表明:PC k-means不仅可以有效地选择特征,而且与传统分类器和FM-DNN结合,更能提高抑郁分类的准确率,为深度学习引入量表大数据分析提供了新的研究思路与方向．      

基于HHT和改进PNN的CSI人体动作识别研究

为了有效判别真实摔倒动作与疑似摔倒动作、提高动作识别准确度,提出基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)和改进概率神经网络(probabilistic neural networks,PNN)的信道状态信息(channel state information,CSI)人体动作识别算法。对CSI的幅度与相位融合信号进行数据预处理,利用HHT来提取区分人体动作信息的瞬时幅值和瞬时频率作为分类特征构建特征矩阵,在遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的PNN神经网络中训练出能有效检测真实摔倒和疑似摔倒动作的GA-PNN人体动作识别模型;利用训练好的识别模型对输入的CSI数据进行摔倒动作的判别。仿真实验表明,提出的算法能有效地检测真实摔倒和疑似摔倒动作,其识别准确度可达到97.18%,且误报率较低。     

基于深度卷积神经网络的三维模型识别

为了进一步提高三维模型的识别精度,提出了一种基于深度卷积神经网络的三维模型识别方法。将点云数据通过占用网格规范化计算转化为二值3D体素矩阵,通过附加正则化项的随机梯度下降算法提取体素矩阵的特征,再通过共享权重的旋转增强对训练集进行数据增广并以此对模型标签进行预测。实验结果表明,该算法在公开数据集ModelNet40及悉尼城市模型数据集上的识别精度均达到85%左右。与基于同类机器学习的三维模型识别算法相比,在相同训练数据集上该方法网络训练时间短,在相同测试数据集上模型识别准确率高,检索速度快。提出的体素占用网格模型的深度卷积神经网络,可以实现三维点云模型数据集及规范化体素模型数据集的识别和分类工作。     

基于损失加权的实时篮球裁判手势识别系统

为了方便观众更好地在观看比赛直播和录像时理解裁判手势的含义,或帮助录像分析师分析比赛视频,设计了一种实时篮球裁判手势检测与识别系统Yolov5-BR(Yolov5-Basketball Referee).首先,采用目标检测中的Yolov5算法为基础模型,对其边界框的交并比(intersection over union,IoU)损失函数完全交并比(complete intersection over union,CIoU)进行加权处理,增强预测框的鲁棒性;其次,在C3模块后加入注意力机制,产生更具分辨性的特征表示,从而提升网络识别性能;此外,在检测层头部融入自适应特征融合机制,充分利用图像高层语义信息;最后,对目标置信度损失函数进行不对等加权处理,从而提高对小目标检测的鲁棒性.在自制的裁判手势数据集上,Yolov5-BR取得了95.4%的mAP值,本地视频检测速率为55.5帧/s,外接摄像头分辨率为1 280×960,检测速率为25帧/s.实验结果表明,Yolov5-BR相对于原始模型在检测裁判手势的性能上有所提升,保持了较高的准确率、稳定性与实时性.     

Hand Gesture Recognition Based on Improved FRNN

The trained Gaussian mixture model is used to make skincolour segmentation for the input image sequences. The hand gesture region is extracted, and the relative normalization images are obtained by interpolation operation. To solve the proem of hand gesture recognition, Fuzzy-Rough based nearest neighbour（RNN） algorithm is applied for classification. For avoiding the costly compute, an improved nearest neighbour classification algorithm based on fuzzy-rough set theory （FRNNC） is proposed. The algorithm employs the represented cluster points instead of the whole training samples, and takes the hand gesture data＇s fuzziness and the roughness into account, so the campute spending is decreased and the recognition rate is increased. The 30 gestures in Chinese sign language alphabet are used for approving the effectiveness of the proposed algorithm. The recognition rate is 94.96%, which is better than that of KNN （K nearest neighbor）and Fuzzy- KNN （Fuzzy K nearest neighbor）.