基于LBP特征的人体行为识别算法研究

人体行为识别是计算机视觉领域内非常热门的一个研究方向。通常人体行为识别包括两个关键步骤:人体行为特征提取和分类器的选择和设计。采用了一种简单高效的人体动作特征描述子局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP),该特征可以较好的描述人体的纹理和轮廊信息;识别算法采用了多类支持向量机算法。在标准的数据集上的实验结果表明,方法具有较高的识别率。     

基于特征优选和图像相似度的人体动作识别算法

有效提取特征有利于提高后续人体动作识别的准确率。针对人体动作识别时方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)特征维数过高和相似动作不好区分的问题,提出一种基于特征优选和图像相似度的人体动作识别算法。实验对比三种降维方法主成分分析法(principal component analysis,PCA)、PCA+Pearson、PCA+Spearman处理后的动作识别率,证明PCA+Pearson相关系数的降维效果最佳。同时将全局特征八星模型与降维后的局部特征HOG特征组合在一起全面表征人体动作,并计算相邻两帧图像相似度,自适应分配一个判别周期内单帧支持向量机分类结果的统计权值,最后二次分类人体姿态识别结果。在标准数据集KTH上进行实验,该算法识别准确率为94. 5%,较其他方法有所提高,在视频人体动作识别领域有较好应用价值。     

基于DCT和修正CSLBP的局部特征描述子

为了更好地兼顾特征描述子的鲁棒性和维数,提出了一种基于离散余弦变换(DCT)和修正中心对称局部二值模式(CSLBP)的局部特征描述子.综合利用了修正CSLBP算法的快速性、亮度不变性、旋转不变性和DCT算法的去相关性、能量集中性、可分离性.首先利用Hessian-Affine算子进行区域检测并进行规范化处理,然后在局部旋转不变坐标系下计算CSLBP描述子,最后应用DCT压缩该修正的CSLBP描述子,得到了一种64维的局部特征描述子.实验结果表明:提出的描述子在图像模糊变换、视角变换、仿射变换、线性亮度变化和JPEG压缩变换下具有良好的性能,特别对于纹理信息较强的图像序列集有更好的效果,而且该描述子生成和匹配速度都较快,适用于实时性要求较高的应用.     

融合全局与局部特征的UWB雷达人体动作识别算法

为了消除雷达信号中杂波和噪声对人体动作识别的干扰,提高小样本数据下动作识别的精度,在去除杂波及噪声干扰的基础上,提出一种融合全局与局部特征的超宽带（ultra-wideband,UWB）雷达人体动作识别算法。用动目标指示（moving target indication,MTI）结合自适应中值滤波对雷达原始回波信号进行预处理,再对人体动作的雷达二维特征图像利用主成分分析（principal component analysis,PCA）提取主要分量作为全局特征表征,并用二维离散小波变换（2D discrete wavelet transform,2D-DWT）结合奇异值分解（singular value decomposition,SVD）获取特征图像在不同方向与尺度划分下动作的局部特征表征,并将全局与局部特征进行串联融合;根据融合特征,在网格搜索算法（grid search,GS）优化的支持向量机（support vector machines,SVM）模型中实现人体动作的识别分类。实验结果表明,该算法能有效获取雷达信号中的人体动作信息,平均识别准确率为95.63%,具有良好的识别性能。     

基于轻量化二维人体姿态估计的小样本动作识别算法

动作识别是近年来时序数据挖掘领域的研究热点,具有广泛的应用前景。但是现阶段基于深度学习的动作识别算法需要大量的标记训练数据集,存在泛化性差、实时性差、场景受限的问题。为解决这些问题,本研究设计一种基于轻量化二维人体姿态估计的小样本动作识别算法。该算法基于YOLOv5算法构建轻量化的人体检测器HYOLOv5。基于轻量化二维姿态估计模型Lite-HRNet设计人体姿态特征描述算子,有效地去除背景对人体动作特征的干扰。为有效度量时序人体姿态特征描述算子间的相似度,本研究提出基于动态时间规整的人体姿态特征距离度量,并在此基础上设计基于类别中心选择的动作模板匹配算法。该算法通过少量的动作视频构建动作特征模板库,利用动作模板匹配算法可实现多类动作视频的精准识别。为验证算法,本研究在COCO 2017的Humans数据集上对HYOLOv5进行测试,人体检测识别精度mAP@0.5∶0.95可达50.7%。基于10种动作视频数据进行测试,结果表明,本研究所提算法可有效地识别视频序列中的姿态,在每个动作仅包含4个训练数据的情况下,动作识别准确率均可达到91.8%。     

基于骨骼投影信息的人体行为识别

针对复杂环境下深度相机提取人体骨骼信息失效的问题，利用RGB图像提取运动特征，提出结合人体部分重要关节点信息进行行为识别的方法。首先根据人体行为图片捕捉人体各关节点的空间位置信息，建立坐标系描绘出人体骨架，将三视图嵌入二值图像中；利用Lucas-Kanade光流算法得到关节点的运动信息，构成由张量表示的动作序列；估计动作特征描述序列，再映射到格拉斯曼流形上完成人体行为识别和分类。在MSRActinos3D、UCFKinect数据集上的实验结果表明，该方法能够有效识别各种人体行为。     

改进SIFT算法在特征匹配中的应用

对尺度特征不变SIFT算法进行了研究。针对原算法中128维特征描述子在匹配过程中效率低的情况,提出64维特征描述子。该描述子增加了特征点邻域的统计范围,增强了特征点的特征信息,降低了特征描述子的维数;特征点匹配阶段,采用欧氏距离作为度量,采用基于BBF的Kd-树对特征点进行匹配,提高了匹配速率。实验表明,匹配速率提高了5%到15%,配准精度与原算法相近。     

基于累积运动能量图像的人体动作识别

指出了动作识别中的最大困难是难以提取有效的特征来准确描述人体的动作,动作模板是众多方法中的一种简单有效的方法,用来描述动作特征的经典动作模板是运动历史图像.由于受噪声的干扰,用运动历史图像描述复杂环境下的人体动作并不十分理想.为了得到比运动历史图像更加有效的动作模板,提出了将视频序列中的运动能量信息用一张图描述出来,称之为累积运动能量图像,提取其直方图特征来表征人体动作.经You Tube数据集上的实验表明:该累积运动能量图像的识别率比同类方法高.     

基于改进粒子群算法的UWB雷达人体动作识别研究

针对雷达信号中的杂波干扰及样本数量对人体动作识别精度的限制,提出一种基于改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化支持向量机(support vector machine,SVM)模型的超宽带(ultra-wideband,UWB)雷达人体动作识别算法。利用动态目标指示(moving target indication,MTI)与小波阈值滤波对接收到的UWB回波信号进行预处理,消除回波信号中的杂波和噪声对人体动作识别的影响;结合二维离散小波包分解(two dimensional discrete wavelet packet decomposition,2D-DWPD)与奇异值分解(singular value decomposition,SVD),对预处理后的雷达信号进行特征提取和降维;提出一种改进粒子群算法,优化SVM模型的相关参数进行识别和分类。实验结果表明,提出的算法准确率可达到96.25%,具有良好的识别性能。     

基于改进的KPCA的TOFD图像缺陷识别方法

针对TOFD D扫描图像缺陷提出一种新的缺陷识别方法.该方法首先采用KPCA(核主元分析算法)进行特征提取,并采用微粒群算法(PSO)自动优化核参数δ,最后用SVM分类器完成特征识别.在134幅TOFD缺陷图像中,分别采用(PCA+SVM)、(KPCA+SVM)和(PSO-KPCA+SVM)三种方法进行试验,试验结果表明,所提出的方法识别正确率更高.     

基于Grassmann流形距离的动作识别

利用时空兴趣点间的位置及局部特征相似度信息,提出一种局部邻域特征以描述局部数据结构,然后引入核主角度及Grassmann流形距离以度量2个邻域特征距离,通过构造随机流形森林学习数据样本在Grassman流形上的类条件概率密度函数,最后使用多核学习算法实现对随机流形树的剪辑及动作分类.在KTH及UCF-CIL动作数据库的实验证明:所提动作表示方法能有效描述人体运动信息,且该动作识别算法的识别率优于近年提出的典型动作识别系统.     

基于协同学的人脸分类集成

提出了一种基于协同学的人脸分类集成方法.选择不同的训练样本作为原型模型,以增加原型模型的多样性;识别时,将序参量转化为后验概率,分别运用投票法和基于和的后验概率集成方法进行识别,并提出了一种改进的基于和的后验概率集成方法,来提高集成的效果.另外,将核主分量分析和协同模式识别进行结合,在运用协同模式识别之前,先采用核主分量分析获得原始图像的最优非线性表示,以提高模式的可分性,并消除图像冗余信息的影响,然后再进行协同人脸分类.对Y a le人脸库中的图像进行识别实验,结果表明所提方法的有效性,取得了比经典的协同模式识别方法和核主成分分析更好的结果.     

基于特征融合的人脸人耳多生物身份鉴别

针对人头旋转时单一人脸识别率较差的问题,基于人脸与人耳位置上的关联性,提出人脸人耳多生物特征级融合的身份鉴别方法以克服姿态带来的影响．首先采用传统独立成分分析（ICA）方法及其变形分别提取出图像的局部和全局特征,然后将这2种互补的特征进行多模态加权串联融合,并采用基于非线性核函数的主元分析法（KPCA）降维．在USTB图像库上的实验表明,2种独立成分特征具有很好的互补性,多生物识别大大优于单一生物识别,且提出的核非线性降维方法进一步改善了识别性能．     

两种形状识别方法及其实验

物体的形状识别是模式识别的重要方向,广泛应用于图像分析、机器视觉和目标识别等领域.目前,对形状识别的主要方法有傅里叶描述子、主分量分析等.对傅里叶描述子、主分量分析方法进行了详细阐述,通过对仿真得到的数据分析比较,验证了主分量分析法和傅里叶描述子方法对形状识别具有比较好的效果.     

基于核偏最小二乘回归的人脸识别

在采用主成分分析进行人脸重构和识别时,仅从样本自身提取特征向量会导致识别误差。因此,在参考主成分分析的基础上,采用偏最小二乘回归进行人脸图像的训练和识别,并对偏最小二乘回归引入核函数。在ORL人脸数据库上的实验结果表明,偏最小二乘回归明显优于主成分分析,同时核偏最小二乘回归也显著提高了识别正确率。     

基于特征加权与核主成分分析的掌纹识别

针对掌纹采集受外界因素和噪声的影响较大, 传统方法掌纹识别率低、 鲁棒性差等问题, 提出一种基于特征加权与核主成分分析的掌纹识别算法. 首先采用Curvelet变换对掌纹图像进行分解, 得到不同尺度和角度的轮廓系数, 并对Curvelet系数进行加权融合操作; 然后通过核主成分分析对掌纹特征进行降维处理, 实现特征提取; 最后采用相关向量机实现掌纹匹配, 并采用PolyU掌纹图像对算法的性能进行测试. 结果表明, 与其他掌纹识别算法相比, 该算法取得的掌纹识别率更高, 且掌纹匹配的时间最短, 可以满足掌纹实时识别要求.     

基于机器视觉的婴儿全身运动质量智能评估

针对婴儿全身运动质量评估问题,本文基于姿势识别对婴儿运动特征进行提取与分析,提出基于ResNet和反卷积层的婴儿姿势热力图识别模型,平均识别率达到86.9%;利用婴儿的二维姿势坐标,建立基于DenseNet的3D人体姿势识别模型,使用1D卷积网络及1D连接层,实现婴儿的2D姿势坐标到3D姿势坐标的升维推算;使用四元数作为空间向量表示方式,对婴儿主要肢体运动的角度、角速度、角加速度进行提取,并提出基于SVM的由婴儿肢体运动角度特征进行判定的婴儿异常行为识别模型。针对模型参数过多的问题,在保证模型整体识别率的情况下,使用主成分分析的方式对模型进行特征降维,提高整体识别速度,将维度由18维度降低至8维度后,整体运行时间减少近50%,且对于不同的视频样品均能正确分类。     

基于核主成分分析和支持向量机的飞机舱音信号识别

为了提高飞机事故原因的调查准确性与实时性,提出了一种基于核主成分分析和支持向量机的舱音背景声识别方法.首先提取和分析了飞机驾驶舱话音记录器中所记录背景声信号的特征参数,然后分别以多项式核函数、sigmoid核函数和高斯核函数3种核函数作为内积,对3种核函数的降维特性进行了对比分析,最后将核方法与支持向量机结合,实现对舱音背景声的分类识别.实验结果表明:通过基于不同核函数的主成分分析方法与支持向量机的结合比较,确定以高斯核函数为内积的SVM分类方法具有较好的分类效果.     

基于核主成分分析的图像去噪

本文简介了核主成分分析的原理及利用核主成分分析的图像去噪问题。通过使用核函数，在特征空间中对噪声图像使用主成分分析进行降噪处理，基于MDS的思想，使用核方法计算出在特征空间中降噪后的图像与其邻域点之间的内积约束关系，通过核函数重构出在原空间中降噪图像与其邻域点的内积约束关系，基于此内积约束关系在原空间中重构出降噪图像，从而达到通过核主成分分析对图像降噪的目的。对比原有的MDS方法，本文的算法更稳定，对图像的噪声部分有更好的去除效果。