运动人体的检测跟踪方法的研究与实现
人体运动的检测和识别研究
模式识别中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动＇ｆ：．１５）２００８年第２４卷第２－１期文章编号：１００８—０５７０（２００８）０２…１０２１００２ 人体运动的检测和识别研究 ＳｔｕｄｙｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｕｍａｎＭｏｖｅｍｅｎｔ （北京榭吏大学）宋修雷王志良 ＳＯＮＧＸＩＵＬＥＩＷＡＮＧＺＨＩＬＩＡＮＧ 摘要：本文针对人体运动视觉分析中的行为理解和分析等高层视觉问题进行分析，研究了一种静止摄像机条件下的行为理解和分析的算法，它以运动序列中的关键帧为基础，针对关键帧提取人体的骨架信息，然后通过Ｈｕ不变矩来提取特征，最后组成特征向量，通过对ＨＭＭ模型的训练来识别特定运动序列的语义。 关键词：运动识别：计算机视觉；Ｉ－ＥＶｌｌＭ 中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｖｉｓｕａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｈｉｇｈｌｅｖｅｌｖｉｓｕａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｇｉｖｅｓａｎａｌｇｏｒｉｓｍｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｄ ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｐｅｏｐｌｅＳｍｏｖｅｍｅｎｔｉｆｔｈｅｃａｍｅｒａｉｓｎｏｔｍｏｖｅｄ．Ｗｅｐｒｅｓｅｎｔａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｋｅｙｆｒａｍｅｓ，ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｂｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｖｅｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎ，ＨＭＭ １引言 计算机视觉是计算机科学和人工智能领域的一个重要分支．它研究的主要内容是怎样利用各种成像系统代替视觉器官作为信号输入手段，用计算机代替大脑完成对信息的处理和解释。计算机视觉的最终研究目标，就是使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界。 运动物体的检测、跟踪和行为的理解与描述是计算机视觉领域的一个重要课题。也是计算机能否象人那样通过视觉观察和理解世界的关键所在。目前在运动物体检测领域，国内外有关这方面的研究很多，但是目前的许多方法都受到了一定条件的局限性。比如我们在使用背景差对运动目标进行检测时，发现了这种方法受光线亮度变化的影响很大，同时当背景中有物体移人或移出时．这种方法检测的效果正确性受到很大影响。对行为的理解与描述国内外的文献相对较少。可以说是一个比检测和跟踪更加困难的研究领域。针对这些问题，我们提出一种能够在简单背景下对人体行为进行理解和描述的方法。该方法将运动的检测、跟踪和行为的理解和描述联系到一起，使两者相辅相成。解决了两者分离情况下研究中的难点问题。 ２关键帧算法 直接比较的人体的运动来识别运动的语义是不可能的，因为人体区域随着肢体的摆动而呈现非刚性的变化。这里我们对运动序列进行分解，原则是提取运动序列中的关键帧进行分析。关键帧的定义是在运动方向发生变化的时刻对应的图像帧。从运动中来看，运动方向发生变化的时刻，必定是序列图像在水平或者是垂直方向的投影在时间轴上出现了极值。所以我们就可 宋修雷：硕士研究生 基金项目：本论文得到国家自然科学基金（Ｎ０．６０５７３０５９）、 北京市“现代信息科学与网络技术”重点实验室基金 （Ｎｏ．ＴＤＸＸ０５０３）和北京科技大学重点基金的支持以根据这条规则来从运动序列中提取关键帧。一个完整的具有具体语义的运动序列可以由一个相对应的关键帧序列来表示。 通过关键帧的方法完成了对运动序列的第一次特征提取。图１是对关键帧提取的一个示例。图２是一个行走运动序列的关键帧表示。 图１关键帧的提取 彳彳ｋｋ 图２行走运动序列的关键帧表示 ３特征提取 ３．１骨架算法 首先要从待处理的序列图像中抽取出目标人体的轮廓，获 一２１０—３６０元，年邮局订阅号：８２－９４６ 万方数据
基于视频的运动人体检测技术研究
基于视频的运动人体检测技术研究 摘要在视频监控领域中，快速准确地检测出运动人体，是后续进行运动分析的初级处理。本文将单摄像头拍摄的视频流，首先转换成静止的图像帧，通过MATLAB利用中值法进行背景模型的重建，背景减除来进行运动目标检测，并通过图像后处理技术，将运动人体快速准确地检测出来。通过对公共视频数据库及自拍视频的检测实验，均得到了较理想的运动人体图像，证明了该技术的可行性。 关键词视频序列；运动人体；MATLAB；目标检测 前言 当今社会，智能视频监控已分布到各行各业，是安全防范系统的重要组成部分。运动人体的检测是视频监控系统进行运动分析的最底层，是后续进行各种高级处理如目标分类、行为理解等的基础。本文以视频监控系统的应用为目的，将单摄像头拍摄的彩色视频流，首先转换成静止的图像帧，通过MATLAB利用中值法进行背景模型的重建，背景减除来进行运动目标检测，并通过图像后处理技术，检测到了较理想的运动人体图像。 1 运动目标检测 背景减除是当前最简单也是最常用的一种检测方法。该方法通过将当前图像帧与背景图像的灰度值直接进行相减操作，并将得到的差值与某一阈值T进行比较，大于阈值T的即被认定为是目标点，赋值为1；反之，认定为是背景点，赋值为0，进而检测出运动人体目标。 1.1 中值法背景建模 根据视频序列的特点，在时间序列上，运动人体经过视频图像上某一位置的时间是非常短暂的，大部分时间在该位置上显示的都是背景图像，因此本文利用中值法[1-2]来进行背景模型的重新建立，该方法能够利用图像序列中的一部分图像重新构造出精确的背景图像。其思想就是将图像序列中的部分图像按照其中像素的顺序进行排列，然后选出中间的像素值以此作为背景图像中对应位置处的像素值，遍历图像序列中所有的像素，即可以获得精确的背景图像。 1.2 差分及二值化 采用前述的背景减除法对图像进行差分操作，得到的差分结果为灰度图像，而在后续的处理过程中，用到更多的是二值化图像。将灰度图像进行二值化的常用方法是阈值分割法，其中阈值的选取至关重要。 根据阈值选取的不同一般分为局部阈值算法和全局阈值算法。全局阈值算法
基于骨骼数据的人体行为识别分析
基于骨骼数据的人体行为识别 摘要 人体动作姿态识别是计算机视觉研究领域中最具挑战的研究方向，是当前的研究热点。对人体动作姿态进行自动识别将带来一种全新的交互方式，通过身体语言即人体的姿态和动作来传达用户的意思，如在机场、工厂等喧闹的环境下，采用手势、动作姿态识别等人机交互技术能够提供比语音识别更加准确的信息输入。总之，在智能监控、虚拟现实、感知用户接口以及基于内容的视频检索等领域，人体动作姿态的识别均具有广泛的应用前景。该文首先简单介绍了人体动作姿态序列的分割，然后对人体动作姿态识别的方法进行了分类介绍，并对一些典型的算法的研究进展情况及其优缺点进行了重点介绍。 关键词：人体动作姿态识别; 人工智能; 隐马尔可夫模型; 动态贝叶斯网络; 模板匹配前言 人体姿态识别是计算机视觉的一个重要研究方向，它最终目的是输出人的整体或者局部肢体的结构参数，如人体轮廓、头部的位置与朝向、人体关节点的位置或者部位类别。姿态识别的研究方法应该说，几乎涵盖了计算机视觉领域所有理论与技术，像模式识别、机器学习、人工智能、图像图形、统计学等。到目前为止，已经有众多识别方法被提出，并且也取得了许多重要的阶段性的研究成果，但是以往的方法都是基于普通光学图像，比如常见的RGB 图像，这类图像容易受光照、阴影等外界变化的影响，尤其在环境黑暗的情况下无法来识别人体姿态，并且由于人体关节自由度大，及人的体型、着装较大差异性，常导致姿态识别系统识别率低。尽管有研究者利用多个摄像机获取采集的图像来获取人体深度信息以克服以上问题[1]，但是该类方法恢复的深度信息不是唯一的，而且计算量非常大，尤其是这种方法要求事先用人工对传感设备进行标定，而在选取场景中的标定物时，往往又会遇到实际环境操作困难的问题。 随着光电技术的快速发展，深度传感设备的成本逐渐降低，人们获取深图像的途径及方法也越来越多。该方向的研究也逐渐成为计算机视觉领域的研究趋势。具体原因包括：一方面，深度传感设备不仅操作简单，并且极大简化了普通摄像机的标定过程；另一方面，得到的深度图像由于直接包含了人体的深度信息，能够有效的克服普通光学图像遇到的上述问题。到目前为止，较有影响力的基于该类图像的人体姿态识别算法，应该是 Shotton 等人利用一种深度传感器 Kinect 来实时捕捉人体运动的算法，该算法虽然能够满足人们对识别系统实时性的要求，但其对硬件要求特别高，并且不适合低分辨率图像中的人体关节点提取，容易导致人体骨架扭曲。下文将具体陈述人体运动分析的主要用途和前人在不同时期对这些难题的处理办法。 主题 基于计算机视觉的人体运动分析不仅在智能监控、人机交互、虚拟现实和基于内容的视频检索等方面有着广泛的应用前景，更是成为了未来研究的前瞻性方向之一。Gavrila 总结了它的一些主要应用领域[2,3,4]，下面据此对其典型应用做出进一步的介绍。 智能监控(Smart Surveillance) 所谓“智能监控”是指监控系统能够监视一定场景中人的活动，并对其行为行分析和识别，跟踪其中的可疑行为(例如在一些重要地点经常徘徊或者人流密集的场合下突发的人群拥挤等状况)从而采取相应的报警措施。智能监控系统应用最多的场合来自于那些对安全
人体行为识别技术
人体行为识别技术 在计算机视觉领域中，人体运动行为识别是一个被广泛关注的热点问题，在智能监控、机器人、人机交互、虚拟现实，智能家居，智能安防，运动员辅助训练等方面有巨大应用价值。行为识别问题一般遵从如下基本过程：数据图像预处理，运动人体检测、运动特征提取、特征训练与分类、行为识别。着重从这几方面逐一回顾了近年来人体行为识别的发展现状和常有方法。并对当前该研究方向上待解决的问题和未来趋势做了分析。行为理解可以简单地认为是时变数据的分类问题，即将测试序列与预先标定的代表典型行为的参考序列进行匹配。通过对大量行为理解研究文献的整理发现：人行为理解研究一般遵从特征提取与运动表征、行为识别、高层行为与场景理解等几个基本过程。 特征提取与运动表征是在对目标检测、分类和跟踪等底层和中层处理的基础上，从目标的运动信息中提取目标图像特征并用来表征目标运动状态；行为识别则是将输入序列中提取的运动特征与参考序列进行匹配，判断当前的动作处于哪种行为模型；高层行为与场景理解是结合行为发生的场景信息和相关领域知识，识别复杂行为，实现对事件和场景的理解。【2】 1、行为识别的应用 从应用领域的分类来讲，可以将人体运动分析的应用分成如下几个领域： ①智能监控 这里所指的“智能”包含两个方面的含义。一种“智能”是指系统能够在一定的场景中检测是否有人的出现(如通过检测人脸的方法)防止只是简单的通过 运动目标检测所造成的错误报警(例如因为动物活动或者刮风摇动树枝等等而造
成误报)。另外一种“智能”是指系统能够监视一定场所中人的活动，并对其行为进行分析和识别，跟踪可疑行为(如经常在重要地点徘徊等等行为)从而采取相应的报警措施。通常把报警系统设置于银行、机场、车站、码头、超市、办公大楼、住宅小区等地，以实现对这些场所的智能监控。 ②虚拟现实 跟踪现实世界人的姿态，从而创建一个虚拟的仿真场景，实现人与这个虚拟世界的交互。该领域的具体应用涉及视频游戏、虚拟摄影棚、计算机动画等方面。 ③高级用户接口 指可以通过对用户手势的识别来代替传统的鼠标和键盘输入，从而实现人与计算机之间的智能交互。此外，通过对手势语言的理解，还可以进行聋人与计算机之间的手语交流。 ④运动分析 人体运动分析可以运用于基于容的视频检索领域。例如可以检索在运动会上单杠比赛中运动员的杠上动作。这样可以节省用户大量的查询视频资料的时间和精力。另外一种应用是用于各种体育项目中，提取运动员的各项技术参数(如关节位置、角度和角速度，等等)，通过分析这些信息，可以为运动员的训练提供指导和建议，有助于提高运动员的训练水平。此外，还可以用于体育舞蹈动作的分析，以及临床矫形术的研究等领域。 ⑤基于模型的视频编码 通过提取一定的静态场景中人物的形态特征参数和3D姿态参数，以较低的数据量对视频数据流加以描述，实现视频数据的压缩和低比特率传送。可以用于在因特网上展开远程视频会议以及VOD（Video-On-Demand）视频点播。
运动人体识别技术
二、运动人体识别技术 1.概念 运动人体识别技术是一种以图像处理，模式识别，计算机视觉等技术为基础，为运动人体进行识别处理的一项技术。其中图像处理（影像处理）是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术；模式识别是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读，其中环境与客体统称为“模式”；计算机视觉技术是一门研究如何使机器看的学科，简单的说，就是用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步作图像处理，使电脑处理成更适合人眼观察或传送仪器检测的图像。 2.运动人体识别的研究进展与现状 运动人体识别的研究主要包括图像处理、多传感技术、虚拟现实、模式识别、计算机视觉和图形学、计算机辅助技术、可视化技术以及智能机器人等。针对人体运动图像系列进行分析处理的运动人体视觉分析技术，一般情况下可分为：运动目标检测，运动目标特征提取以及识别复杂背景下的运动目标身份。其主要的研究方法为结构化分量和动态分量。其算法又分为基于统计的方法和基于模型的方法。现状是运动人体科学由宏观向微观理论研究深入发展，与运动人体科学相关的一些学科，快速成长为深入研究性学科，运动人体科学的竞技体育和体育保健。研究方向为：智能安全监控、人机接口、视频会议等方面，这些方面具有广泛的应用前景和巨大的潜在经济价值。 3.运动人体识别算法概述 （1）运动人体识别过程一般分为目标检测和处理、特征提取和分析、模式分类和识别。 （2）主要方法：目标检测和处理的特点为检测出原始图像中的运动目标，在一副图像中，局部目标的表象和形状能够被梯度或者边缘的方向密度分布很好的描述；特征提取和分析的特点为通过映射和变换的方法可以将高维空间中的特征描述用低维空间的特征来描述；模式分类和识别的特点是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读，其中环境与客体统称为“模式” （3）特征提取模式识别的方法 在很多实际问题中，往往不容易找到那些最重要的特征，或者因为外界干扰不能提取出自己想要的特征信息。因此在测量时，我们总希望能够获取更多的信息来加以判断。除此之外，我们还能够用数据，比值，梯形图等等的一些展现方法来突出自己想要的特征信息。为了设计出效果好的分类器，通常需要对原始的测量值集合进行分析，经过选择和变换处理，组成有效的识别特征。 4.未来的发展趋势以及存在的问题 人体识别技术的发展趋势是：面对着全球化、信息化越来越提倡的社会背景下，识别技术会越来越广，深度也会不断加深。其虽然有着自己独特的优势，但并不是没有缺点，举个例子，在指纹识别上，面临指纹膜冒充指纹蒙混过关的问题；人面识别也许简单易个容就能过关；虹膜识别技术对黑眼睛存在识别难得问题；对于盲人和眼睛有疾病的患者实在是无能为力；声音、笔记也并不难以模仿；静脉识别也存在着易受温度干扰影响识别率的问题。
基于视频序列的人体动作识别
密级：学校代码：10075 分类号：学号：20081194 工学硕士学位论文 基于视频序列的人体动作识别 学位申请人：刘涛 指导教师：张欣教授 学位类别：工学硕士 学科专业：电路与系统 授予单位：河北大学 答辩日期：二○一三年六月
Classified Index: CODE: 10075 U.D.C.: NO: 20081194 A Dissertation for the Degree of Master Human Action Recognition Based on Video Sequences Candidate：Liu Tao Supervisor：Prof. Zhang Xin Academic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Circuits and Systems University：Hebei University Date of Oral Examination：June, 2013
河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 作者签名：日期：年月日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本学位论文属于 1、保密□，在年月日解密后适用本授权声明。 2、不保密□。 （请在以上相应方格内打“√”）
基于单目视频运动跟踪的三维人体动画
第29卷第5期2008年5月 微 计 算 机 应 用 M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NS Vol129No15 M ay12008基于单目视频运动跟踪的三维人体动画3 吴 玥 田兴彦 (湖南大学软件学院 长沙 410082) 摘要:针对传统人体动画制作成本高、人体运动受捕获设备限制等缺陷,提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法。首先给出了系统实现框架,然后采用比例正交投影模型及人体骨架模型来恢复关节的三维坐标,关节的旋转欧拉角由逆运动学计算得到,最后采用H-ani m标准对人体建模,由关节欧拉角驱动虚拟人产生三维人体动画。实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于人体动画制作领域。 关键词:运动跟踪 单目视频 三维人体动画 逆运动学 3D Hu man An ima ti on Ba sed on Hu man M oti on Track i n g from M onocul ar V i deo Sequences WU Yue,TI A N Xing yan (Soft w are School,Hunan University,Changsha,410082,China) Abstract:The traditi onal app r oaches t o make hu man ani m ati on are suffering fr om the p r oble m s of expensive cost and hu man body mo2 ti on li m ited by moti on cap ture equi pment,t o overcome these shortcom ings,a ne w3D hu man ani m ati on based on hu man moti on tracking fr om monocular video sequences is p r oposed1Firstly,the fra me work of our syste m is p resented,then,the3D coordinates of j oints are esti m ated by hu man skelet on constrain under scaled orthographic p r ojecti on,the r otati on Euler angles of j oints are calculated by inverse kine matics1Finally,we use H-ani m t o rep resent virtual hu man,the moti on of virtual hu man is dr ove by the Euler angles of j oints1 The experi m ents show that tracking and reconstructing results made by our syste m are accurate and effective1This syste m can be ap2 p lied t o hu man ani m ati on1 Keywords:Moti on tracking,Monocular video sequences,3D hu man ani m ati on,I nverse kine matics 1 引言 如何方便地生成高逼真度的三维人体动画已成为当前计算机动画的一个重要研究方向。按照运动建模方式不同三维人体动画可以分为以下四类:关键帧方法、基于运动学和逆运动学、基于动力学和逆动力学、运动捕获方法。基于运动捕获方法的人体动画具有逼真度高、数据可重用等特点,在动画技术中得到广泛应用。在商业产品中一般使用硬件设备(如V icon)来捕获人体运动,要求运动员身穿紧身衣并在关节位置粘贴反光小球或反光片,这样限制了运动员的运动;另一方面硬件设备比较昂贵,制作成本较高。在前人研究的基础上,本文提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法,具有使用方便、制作成本低廉、动画效果较好等特点。 基于视频运动跟踪的运动捕获方法按照其采用摄像机数目多少可以分为两类:①基于单目视频的方 本文于2008-1-15收到。 3本文受基于重建人脸面部器官三维模型的关键技术研究基金项目(06JJ2065)资助。
运动人体图像识别
学习报告 一．意义和背景 随着信息技术的快速发展壮大和应用的普及,利用计算机视觉的技术在图像处理方面和模式识别领域中研究,并对视频图像进行人体运动特征提取与有效识别已成为人们关注的热点问题。计算机视觉技术对人体运动的视频或者图像进行识别是基于对其视频或者图像的序列进行分析处理；对检测出的人体运动目标进行运动特征提取和分类识别,从而达到理解和描述其行为的目的。基于视频图像的人体运动特征分析在智能视频监控、智能接口、虚拟现实等领域有着相当广阔的应用前景。 人体运动特征的提取与识别需要结合生物识别技术来识别和判断运动中人的行为、区别个体身份。所谓生物识别技术,其具体操作就是利用人体与生俱来的生物特征进行个体身份认证,最显著的特点是具有不变性和唯一性。 人体运动特征包括：肢体摆动特征,步态特征,人体轮廓投影特征,人体对称特征等,其中从视觉监控的角度来看,步态特征是远距离场景条件下最具有代表性最典型的人体运动特征,近年来备受关注,同时也涌现出大量富有意义的步态识别算法。 二．人体运动特征识别研究 运动特征识别在当今的科研领域中涉及面广泛，主要涉及到图像处理，多传感器技术，虚拟现实，模式识别，计算机视觉和图形学，
计算机辅助设计，可视化技术，智能机器人等一系列研究领域。针对人体运动图像序列进行分析处理的运动人体视觉分析技术，一般情况下可分为以下几个过程，运动目标检测，运动目标特征提取以及识别复杂背景下的运动目标身份。 图1 典型的运动特征识别系统 运动特征识别的主要研究方法 目前运动特征识别中的运动特征包含了两种分量：结构化分量和动态分量。其中结构化分量也就是静态分量，它负责记录运动人体的身高，步幅等身体形状信息；而动态分量则形象地表征出了在运动过程中人体的胳膊摆动，肢体倾斜度，迈腿方式等运动特征，依据上述两种类型分量，现有的运动特征识别算法大致分为两类：基于统计的方法和基于模型的方法。
自然的人体动作识别
自然的人体动作识别 黄飞跃徐光祐 清华大学计算机科学与技术系，普适计算教育部重点实验室，北京，100084 摘 要：人体动作识别是计算机视觉的一个重要研究课题。目前大多数动作识别的研究都 假设是在特定受限的场景下，即特定的视角、位置、对象、背景和光照条件下工作。其中， 尤以要求特定的视角和位置对实际应用的限制最为严重。本文致力于研究能处理视角和位 置变化并可用于非特定对象的人体动作识别方法。我们把它称为自然的人体动作识别方法。 为此我们提出了"包容形状"的人体表示，这种表示不受视角、位置的变化影响，充分利用了 两个正交摄像机拍摄的轮廓信息以去除由人的身体旋转引起的影响。利用包容形状，我们 取得了非特定人、任意视角下的自然人体动作识别较好的实验结果。同时我们也介绍了该 识别方法在实际智能家居——老人看护系统中的应用。 关键词：自然动作识别；包容形状 1．引言 人体动作识别是计算机视觉里一个活跃的研究方向，有不少综述，力图把以前的相关研究方法进行总结和分类，比如[1], [2], [3], [4]。至今为止，关于动作识别的大多数研究工作都是在特定受限的场景下展开，比如特定的视角、动作人、背景和光照。在这之中，尤以视角和位置的限制最为突出。我们认为要实现自然场景下的动作识别，就必须消除应用条件中的这些限制。为此，我们在这篇论文中，重点研究了动作识别中与视角和位置无关的体态表示，以实现非特定人、任意视角下的自然人体动作识别。 现阶段已经开展了不少视角无关的动作识别研究工作，比如Cen Rao [5]，Vasu Parameswaran[6]。但是还有很多问题亟待解决，大多数的方法依赖鲁棒的语义特征点检测或者是点对应，而这些是比较难实现的。 在本文中，我们提出使用了一种“包容形状”的体态表示。在仿射摄像机投影模型的假设下，这种表示对于视角和位置的变化具有不敏感性，同时不需要依靠任何较难提取并且对误差很敏感的语义点检测和点对应。利用这种表示，我们开发了自己的动作识别系统并且把它部署到实际应用：智能家居—老人看护系统中。实验结果表明我们的系统对于非特定人、任意视角和位置下的自然动作有着很理想的识别能力。 资助项目：国家自然科学基金资助项目（60673189，60433030） 联系作者：黄飞跃， Email：hfy01@https://www.360docs.net/doc/532637464.html,
一种运动人体行为识别的改进方法
一种运动人体行为识别的改进方法 摘要：隐马尔可夫模型主要用于根据系统外部观测量来预测该事件的未知序列，本文将它引入运动人体行为识别中。在获得了运动目标的整体轮廓以后，论述了怎 样对规则行为建模，并结合隐马尔可夫原理识别出运动人体行为。针对人体轮 廓单通道图像对比的局限，提出了一种轮廓对比和质心跟踪相结合的方法改进 了算法，通过实验证明该改进的算法具有较好的性能。 关键词：行为模型 隐马尔可夫模型 质心 轮廓 中图法分类号:TP3文献分类标识码:C4 An Improved Method for Human Motion Recognition Abstract:The Hidden Markov Models is widely used in forecasting the unknown sequence based on observation on outside system. In this paper, it is applied in human motion recognition. With the human’s silhouettes, the paper deals with how to get the models of regular actions and combine with HMM to recognize the motions of mobile human. As for the localization on gray images of silhouettes, silhouettes contrasting and center of mass tracking algorithm is put forward to solve this problem. The results show that the new algorithm has better performance. Key words:Motion models, HMM, Centroid, Silhouette 1引言 目前，“人的观察”（looking at people）向“理解人”（understanding people）转变是计算机视觉领域中最活跃的研究主题之一，其核心是利用计算机视觉技术从图像序列中检测、跟踪、识别人并对其行为进行理解与描述，其重要目标是摆脱传统的人机交互方式（如:键盘、鼠标等设备信息输入），让计算机系统具备自动分析，获取外部信息的能力，并通过分析做出相应的响应，让计算机系统更加智能化和人性化 。 动态现场视觉监控是计算机视觉领域一个新兴的应用方向。视觉监控区别于传统意义上的监控系统在于其智能性[1]。简单而言，不仅用摄像机代替人眼，而且用计算机代替人、协助人，来完成监视或控制任务，从而减轻人的负担.视觉监控具有广泛的应用前景和潜在的经济价值。运动目标行为识别作为整个视觉监控的重点和难点，国内外提出了许多方法，比如区域分割[2]，关节点法等，但实现起来相当复杂。针对一些常见的非规则行为（比如跳，爬行，打斗，偷窥等）本文采用了一种隐马尔可夫模型和质心理论相结合的方法，简单的运用自然语言理解，能够比较高效的识别出这些非规则行为，并且具有比较大的可扩展空间。