基于N-Gram和动态滑动窗口的改进余弦相似度算法研究

为了解决余弦相似度算法进行数据清洗时重复与相似的数据会使计算量呈几何级增长的问题,提出了基于N-Gram和动态滑动窗口的改进余弦相似度算法.首先通过计算每条数据的N-Gram值,并对数据进行相似度排序,然后定义初始滑动窗口,其窗口值根据N-Gram值的方差动态调整,最后在每个窗口中根据相似度与阀值判断相似数据.实验结果表明,改进的余弦相似度算法在运行速度上有大幅度提高,数据清洗准确率也得到提升,且该算法适用于海量数据的情形.     

基于姿势特征编码的运动数据分层检索

运动数据检索是为在已有的运动数据库中检索符合要求的数据进行重用和编辑, 基于姿势特征编码的分 层检索方式能提高检索速度和检索质量。 通过对运动骨骼分段, 提取能反应几何运动关系的骨骼分段夹角作 为特征向量, 对姿势特征进行编码, 建立基于运动特征的数据库索引, 并在检索过程中分别从运动特征、 数据索引和运动数值进行相似度比较。 实验结果表明, 在具有走、 跑、 舞等姿态的运动数据库中, 该方法相对 于其他方法具有较高的检索速度, 并得到满意的检索结果, 实现了运动逻辑相似性的有效检索。     

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。     

运动捕捉技术的跑步运动损伤分析

跑步是重复性较高的运动,对膝、踝关节的损害较大。采用Vicon MX光学运动捕捉系统捕捉人体跑步运动的步态数据,结合生物力学、运动学原理构建膝、踝两关节的运动数据曲线并对特征曲线进行分析,最后得出跑步过程中的半月板、膝关节韧带、踝关节韧带等损伤的影响因素。研究成果可应用于人体生物力学分析及指导健身器械的构建。     

基于质量评价的运动跟踪数据融合方法

为提高人体运动跟踪系统的性能,将多源传感器数据进行融合。文章针对惯性传感器和Kinect体感传感器,给出了基于可信度、人体骨骼模型生理约束、运动约束和滤波误差的质量评价方法,设计了多传感器融合情况下的质量评价函数,提出了一种基于质量评价函数的运动跟踪数据融合算法。在滑动窗口内基于各传感器连续可信帧进行度量,作为数据融合时的质量因子。实验表明当Kinect或惯性传感器的数据出现较大误差时,通过融合算法提高了系统鲁棒性。     

基于骨骼信息的虚拟角色控制方法

针对当前动作捕捉方法中基于旋转矩阵的虚拟角色控制方法,虚拟角色模型运动还原度低、人体动作不能实时展现、抗光照干扰能力弱的问题,提出一种基于骨骼信息的四元向量控制方法。该方法以 Kinect 体感摄像机捕获的人体骨骼关节点数据为基础,计算并记录人体运动过程中关节点空间位移和关节点之间夹角的变化,根据相邻图像序列中的运动数据确定虚拟角色每个骨骼关节点的旋转角度,并将其转化为四元旋转向量。根据正向运动学原理,从根节点对虚拟角色模型进行调整并根据人体动作进行实时反馈。通过理论分析和仿真结果表明,与基于旋转矩阵的的虚拟角色控制方法相比,该方法的人体姿态还原度高,角度误差低,实时预览效果直观,实时性与抗光照干扰能力强。     

视频摘要系统的技术研究与实现

本文针对未进行后期编辑的视频序列设计了一个视频摘要系统.以视频帧图像的累积直方图来提取图像特征,有效地解决了光照的改变使镜头内直方图差异较大以及直方图对物体/摄像机的运动的鲁棒性有限两大问题,并结合了滑动窗口算法,有效地实现对视频序列的镜头边界检测.另外,本文还提出了一种基于镜头和图像内容的关键帧提取算法,降低计算的复杂度,并且提取的关键帧能更全面准确地体现原视频的内容.     

基于本征维数和置信度的行为序列分割

人机交互研究领域中行为分析与识别是当前研究的一个热点,行为序列分割是行为分析与识别的基础.鉴于强度摄像机视频在进行行为分割时对光线、视角变化过于敏感,提出了一种由深度视频提取的骨架信息,基于本征维数与置信度二次判断的无监督行为序列分割算法.首先,通过Kinect跟踪人体20个骨骼关节点数据,获得视频中人的姿态,通过提取关节点极坐标位置信息来描述行为特征;然后通过奇异值分解(sigular value decomposition,SVD)估计行为序列的本征维数,确定数据对应的低维流形,通过检测特征数据在该流形上投影误差的突变来找到分割帧,并对分割出来的行为序列进行类别标记.每找到一个分割帧就对当前标记类包含样本和当前标记类的前一类包含样本进行基于置信度的二次判断,找到前一类最优分割帧并初始化继续分割.最后采用随机森林模型对分割结果进行识别验证.实验结果表明采用本文算法可以明确分割出代表不同模式的行为片段.     

基于Kinect 的康复训练系统设计与研究

针对运动功能障碍患者的康复训练需求,在使用Kinect 设备提取人体骨架拓扑结构的基础上,提出了一 种基于关节点角度序列提取人体运动特征的动作模型,并设计了一种基于Kinect 体感相机的康复训练系统。 该系统利用Kinect 设备实时采集人体骨骼数据,计算特征关节点间的角度,形成关节角度变化序列。利用动态 时间规整算法( DTW: Dynamic Time Warping ) 比较被测角度序列与动作库的标准动作序列的相似度,判断动作 是否标准并输出评估结果。该系统具有使用便捷、成本低的特点,提高了训练过程的趣味性。测试结果表明, 该系统通过人机交互实现了对运动障碍患者的康复训练指导,对康复训练过程具有积极影响。     

一种基于DenseNet与WGAN-GP的运动迁移方法

针对目前人体骨骼模型运动迁移算法计算精确度不高,提出了一种基于DenseNet的骨 骼卷积网络与WGAN-GP模型的运动迁移方法。通过对源与目标骨骼模型分别提取静态特征,并 对源骨骼静态特征与源运动序列使用动态编码器提取源动态特征,从而能够对目标骨骼静态特征 与源动态特征使用解码器生成目标运动序列,完成运动迁移。在网络模型训练时,同时引入了 WGAN-GP网络模型机制对生成序列和源运动序列的动、静态特征误差进行约束。实验结果表明： 该方法的运动迁移模型各关节点相对于单位身高的运动误差较小,能够生成较好保留源动态特征 的目标运动序列。     

基于全序列比对相似度预测信号肽

针对信号肽预测问题,提出采用全序列比对度量序列相似度,以避免以往算法借助滑动窗将整个氨基酸序列分割成等长序列片断所导致的信息丢失及不平衡样本等问题.在此基础上证明基于全序列比对的相似度可嵌入欧式空间,进而借助支持向量机(SVM)进行分类预测.在目前广泛应用的Neilsen数据集上进行实验并与相关结果比较,结果表明所提出的算法确实可以保证稳定的高预测率.     

面向类人角色动画的骨骼运动数据生成算法

为降低获取与给定类人角色模型相匹配的骨骼运动数据的成本，提高运动数据的可重用性，文章提出一种仅使用较少种类的动作捕捉数据获取多种类角色模型的骨骼运动数据生成算法。该算法首先利用动作捕捉数据训练运动数据自编码器，然后在该自编码器生成的隐变量空间中通过迭代约束求解的方式获得多种不同类人角色模型的骨骼运动数据。在Adobe Mixamo数据库上的实验表明，该文提出的算法具有较好的表现性能，能够有效生成多种类的骨骼运动数据，可以作为一种扩展骨骼运动数据库的方法，能够为影视、动画和游戏等领域降低动画制作的成本。     

基于相似度滤波算法的视网膜血管分割

在计算机辅助眼底图像视网膜血管分割中,基于匹配滤波算法的应用非常广泛.而传统匹配滤波器算法存在分割细小血管效果较差、噪声多以及视盘干扰等问题.本文提出一种相似度滤波算法的眼底图像视网膜血管分割方法.首先用多层阈值和水平集算法提取视盘干扰区域,利用高斯模糊去除视盘干扰区域.然后采用相似度滤波运算对去除视盘干扰的彩色眼底图像进行处理.最后,将余弦相似度图进行二值化后与余弦相似度加强图进行区域连通性判断,实现眼底图像视网膜血管分割.结果 表明,该算法能较好地分割细小血管以及去除视盘干扰,能更为准确地提取眼底图像视网膜血管.     

基于KPCA降维的运动捕捉数据自动分割

针对运动捕捉获得的数据其维度通常较高,在进行运动片段分割时候需要进行大量计算,人工方法可以对运动捕获数据进行分割,准确率比较高,但是效率偏低的问题.提出KPCA结合PPCA对捕获数据进行降维处理的方法,将56维数据映射到2维空间;以及构造特征函数获得投射误差的导数,分析几何特征的变化,探测运动捕捉数据的分割点的方法,实现运动捕捉数据的自动分割.     

一种基于Kinect的角色骨骼动画方法

针对当前骨骼动画制作方法存在实时性差?抗光照干扰能力弱?角色模型运动误差大的问题,提出了一种新的骨骼动画方法?采用微软Kinect设备获取人体三维骨骼坐标数据,用改进的D-H(denavit-hartenberg)描述法在关节点处建立虚拟坐标系,对捕捉对象单帧姿态进行抽象空间位形描述,再根据前后帧位形数据求解骨骼矩阵,对根节点进行位移调整形成骨骼动画?实验结果表明,该方法实时性与抗光照干扰能力强,角色动作与捕捉对象动作之间的相似度高?     

基于LTP和局部PCA的低分辨率人脸识别算法

针对单特征提取人脸识别算法识别率较低的问题,提出一种基于多特征融合的低分辨率人脸识别算法.首先,利用局部三值模式(local ternary pattern, LTP)和局部主成分分析(principal component analysis, PCA)提取低分辨率人脸特征,将其分割成若干块并统计各子块的特征直方图;其次,融合各子块的局部主成分分析和局部三值模式的直方图并级联各个分块,作为新的人脸特征;最后,通过卡方距离度量训练集和测试集直方图的相似度,采用最近邻算法识别相似度.实验结果表明,所提算法对环境和光照变化更具鲁棒性,识别率得到有效提升.     

视觉显著性驱动的运动鱼体视频分割算法

针对养殖监控视频中运动鱼体目标检测问题,提出一种基于视觉显著性计算的运动鱼体视频分割算法.首先,将运动特征通道引入基于图论的显著性计算模型中,对多通道特征进行自动加权,生成全局视觉显著图.其次,利用基于方向梯度直方图的支持向量机分类器对显著区域进行目标确认,得到包含前景目标的感兴趣区域.最后,分割出运动鱼体目标,并将其标注在视频序列中.实验结果表明,所提方法在室内养殖监控数据集上能够很好地剔除水面杂波、反光等复杂背景干扰,实现运动鱼体的视频分割.     

基于运动特征的人体异常行为识别

为了提高监控视频中人体异常行为识别的实时性和准确率,提出了基于运动特征的人体异常行为识别方法。利用分块更新的背景差法从图像中提取出完整的人体轮廓,通过区域关联结合颜色直方图实现人体目标跟踪,解决了非线性运动时漏跟和误跟的问题。通过人体运动轨迹、运动姿态及运动时间3个参数,对人的5种异常行为进行分析判断。实验结果表明,所提算法不仅能实时地对人体进行检测和跟踪,还能快速、准确地识别出异常行为,具有简单实用的特点。     

一种自适应背景差分运动目标检测算法

运动目标检测是运动行为理解的前提,也是安防系统研究的热点、难点问题。在分析现有检测算法的基础上,针对背景更新模型不准确、分割阈值难以选取等问题,提出了一套自适应背景差分运动目标检测算法。算法包括：基于像素相关区域灰度曲率特征的背景更新模型,基于直方图统计的动态阈值,改进型区域生长的运动目标标识。实验表明该算法能较好解决光照变化所引起的背景更新以及不同环境下阈值选取等问题。     

淋巴细胞自动阈值分割算法的研究

本文根据淋巴细胞的彩色特征,结合临床病理专家的先验知识,提出了基于RGB彩色空间和HSI彩色空间的淋巴细胞自动闽值分割算法。采用基于最小二乘法的曲线拟合的算法分别在两彩色空间中进行直方图曲线拟合,求出分割阈值序列,并定义评价函数,从中选取最优阈值,从而实现淋巴细胞的细胞核与细胞浆的分割。实验证明,该方法可以取得较好的分割效果。