步態(tài)分析與識別.pdf

1、生物特征識別是一種利用人的生理或行為特征進行身份識別的技術(shù).隨著機場、銀行、軍事基地等安全敏感場合對大范圍視覺監(jiān)控系統(tǒng)的迫切需求,遠距離的身份識別研究近年引起了計算機視覺研究者們的濃厚興趣.臉像、指紋、虹膜等生物特征,通常要求近距離或者接觸性的感知,而步太是遠距離情況下唯一可感知的生物特征.因此從視覺監(jiān)控的觀點來看,步態(tài)是非常有潛力的生物特征.步態(tài)識別是個新興的研究領(lǐng)域,它利用人走路的姿勢進行身份識別.圍繞這個主題,該文開展了如下幾方面

2、的研究工作:①基于"從行走運動的時空模式可學習人體的外觀模型"的觀點,提出了一種基于統(tǒng)計形狀分析的步態(tài)識別算法.對于每個序列而言,背景減除過程用來提取行人的運動輪廓;這些輪廓隨時間的姿態(tài)變化在二維空間中被對應(yīng)描述為一個序列的復(fù)數(shù)配置(Complex Configuration);利用Procrustes形狀分析方法從該序列配置中獲取主輪廓模型作為人體的靜態(tài)外觀特征.實驗結(jié)果表明該算法獲得了令人鼓舞的識別性能.②基于"人體行走運動很大程度

3、上依賴于輪廓隨著時間的形狀變化"的直觀想法,提出了一種基于時空輪廓分析的步態(tài)識別算法.對于每個序列而言,背景減除與輪廓相關(guān)方法用于檢測和跟蹤行人的運動輪廓;這些時變的二維輪廓形狀被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一維距離信號,同時通過特征空間變換來提取低維步態(tài)特征;基于時空相關(guān)或歸一化歐氏距離度量,標準的模式分類技術(shù)用于最終的識別.實驗結(jié)果表明該算法不僅獲得了令人滿意的識別性能,而且擁有相對較低的計算代價.③基于"行走運動的關(guān)節(jié)角度變化包含著豐富的個體識別

4、信息"的思想,提出了一種基于模型的步態(tài)識別算法.首先,結(jié)合人體模型、運動模型和運動約束等先驗知識,利用Condensation算法進行行人的跟蹤.然后,從跟蹤結(jié)果中獲取人體主要關(guān)節(jié)的角度變化軌跡.這些軌跡經(jīng)過結(jié)構(gòu)和時間歸一化后作為動態(tài)特征用于身份識別.④基于"人體生物特征不僅包含靜態(tài)外觀信息,也包含行走運動的動態(tài)信息"的思想,提出了一種判決級上融合人體靜態(tài)和動態(tài)特征的身份識別方法.在不同融合規(guī)則下的實驗結(jié)果表明:融合后的識別性能均優(yōu)于使