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基于机器学习的人体运动捕获数据的分析与研究

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基于机器学习的人体运动捕获数据的分析与研究

作者：陈贝佳南京理工大学

学位级别：硕士

人体运动捕获数据是一种新型的多媒体数据,在电影、游戏、机器人等领域都得到了广泛的应用。该数据在每一个捕获时间点记录人体所有关节的朝向或位置,形成一个运动帧序列。专业的运动捕获设备能够获取高精度、高逼真度的运动数据,但其... 详细信息

人体运动捕获数据是一种新型的多媒体数据,在电影、游戏、机器人等领域都得到了广泛的应用。该数据在每一个捕获时间点记录人体所有关节的朝向或位置,形成一个运动帧序列。专业的运动捕获设备能够获取高精度、高逼真度的运动数据,但其价格十分昂贵,普及度差。运动重用技术能够利用已捕获到的运动数据,通过分析和建模生成满足用户需求的新数据,有效降低了使用运动捕获数据的时间、金钱和人力成本,因而受到了广泛的关注,已经成为了一项十分热门的研究课题。运动数据在捕获后通常会经过运动恢复及去噪、运动分割、运动压缩及关键帧提取、运动存储等处理过程,这些必不可少的处理过程对最后的运动合成与重用都具有重要的意义。早期的方法从运动学和图形学角度进行研究,缺乏对运动数据特性的有效建模,近年来,许多研究者开始将机器学习的一些方法运用在人体运动捕获数据的分析与重用上,但人体运动数据是一种非线性、强结构性的时序数据,直接使用机器学习算法效果有限,因此如何结合运动数据独有的结构特征与时空特性,从机器学习的角度对人体运动捕获数据进行建模是本学位论文的主要关注点。本学位论文从机器学习的角度,针对运动数据的特性对其建模,为运动恢复、运动分割两个任务设计了适用于运动捕获数据的机器学习算法。本学位论文的主要工作和创新成果可以总结如下:(1)提出了一种基于非凸截断schatten-p范数和运动学约束的人体运动恢复方法。所提出的算法利用了数据本身的低秩属性,解决了目前多数基于学习的人体运动恢复方法中存在的out-of-sample问题。现有的基于低秩矩阵恢复框架的人体运动恢复算法都采用了凸的核范数作为秩的代替函数,为了更好地对低秩属性进行建模,本文提出了一种基于非凸低秩矩阵恢复的人体运动恢复方法,其中本文利用了现有最好的非凸截断schatten-p范数来近似秩。其次,为了保持人体运动的时空特性和结构特征,本文在目标函数中还加入了骨段长度约束和平滑约束。平滑约束可以有效地保持人体运动的时空稳定性,避免相邻运动帧之间关节坐标的抖动,骨段长度约束可以有效地避免恢复结果中的骨长不合理问题,这两个约束对于得到高质量的恢复结果至关重要。本文提出的方法是第一个在低秩矩阵恢复的框架下使用秩的非凸替代函数的运动数据恢复方法,且现有的人体运动恢复方法都没有同时考虑以上两个约束。此外,本文还提出了一种基于交替方向乘子法的优化框架来求解模型的非凸优化问题。(2)提出了一种基于学习低秩核函数及核稀疏子空间聚类的人体运动分割方法。现有的人体运动分割方法普遍利用了预定义好的核函数对运动数据的非线性特征进行建模,并在投影后的高维特征空间中对运动数据进行分割。但核函数对应的特征映射从本质上讲是隐式的,使用既有的核函数并不能在理论上保证人体运动数据在投影后的空间中具有理想的线性结构。从这点出发,在核化的稀疏子空间聚类的框架下,本文提出了一种针对人体运动数据学习具有低秩特性核函数的方法,通过在分割目标函数中添加一个投影后数据的低秩正则项来保证运动序列经过核函数投影之后有更为理想的子空间结构。为了更好地求解秩最小化问题,所提出的算法使用了非凸的加权schatten-p范数而没有使用凸的核范数,以取得更好的秩的逼近效果,由此导致了该非凸优化问题不能使用现有文献中的结论进行求解。因此,本文还提出并证明了在非凸替代函数的情况下学习低秩核函数的相关结论及其证明过程,需要注意的是,本章证明的结论具有一般性,其不适用于加权schatten-p范数,还适用于其它秩的非凸替代函数。

关键词：人体运动捕获数据人体运动恢复人体运动分割低秩矩阵恢复核稀疏子空间聚类

Welsch M-估计在视频重构与背景减除中的应用

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计算机工程 2019年第1期45卷 270-277页

作者：夏森林孙怀江陈贝佳南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094

针对监控视频在压缩采样过程中混入冲击噪声后的背景减除问题,提出一种基于Welsch M-估计与张量分解正则化的鲁棒视频重构与分解模型。为削弱冲击噪声对重构性能的影响,引入Welsch M-估计替代均方差作为衡量重建误差的代价函数。在张量... 详细信息

针对监控视频在压缩采样过程中混入冲击噪声后的背景减除问题,提出一种基于Welsch M-估计与张量分解正则化的鲁棒视频重构与分解模型。为削弱冲击噪声对重构性能的影响,引入Welsch M-估计替代均方差作为衡量重建误差的代价函数。在张量框架下,将背景在不同维度、不同场景下的低秩差异性先验引入背景建模,得到重构与分解模型,并基于半二次理论和多块交替方向乘子方法给出相应的优化求解算法。实验结果表明,与SpaRCS、CS-L1PCA等算法相比,该算法在混入冲击噪声情况下,仍能保持视频重构与分解的鲁棒性。

关键词：压缩感知冲击噪声背景减除 Welsch M-估计张量分解半二次理论

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齐普夫计量语言学思想的德国渊源

外语教学与研究 2022年第4期54卷 534-543,639页

作者：陈贝佳向明友柏林自由大学对外经济贸易大学

计量语言学是语言研究科学化的重要阵地,也是大数据时代下的热点领域。该学科创始人齐普夫的相关理论定律在语言教学与研究中应用广泛且影响深远,但少有学者考析其语言研究科学化的思想渊源,因此导致了语言学思想发展脉络上的断点,也限... 详细信息

计量语言学是语言研究科学化的重要阵地,也是大数据时代下的热点领域。该学科创始人齐普夫的相关理论定律在语言教学与研究中应用广泛且影响深远,但少有学者考析其语言研究科学化的思想渊源,因此导致了语言学思想发展脉络上的断点,也限制了该学科的现实应用及对其未来发展的预估。本文借助一手文献及档案史料,旨在通过对齐普夫计量语言学思想的探源,弥补现有语言学史中有关计量语言学诞生论述的缺失之憾,以期知源明流——从齐普夫有迹可循的学术关系,到其留德时期柏林的学界氛围,揭示其与当时主流语言学发展不可割裂的关联,并从这一渊源出发,浅释计量语言研究不能仅一味追求自然科学的精确计量,还应兼顾语言的社会人文属性的观点。

关键词：语言学史计量语言学齐普夫德国渊源

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一种针对视频的人体姿态估计的加速算法

工业控制计算机 2024年第4期37卷 67-68,71页

作者：王俊杭陈贝佳邵家玉东南大学自动化学院江苏南京210096

为了解决视频的高性能人体姿态估计算法参数量和计算量庞大导致的推理速度慢的问题,提出了基于高分辨率网络(HRNet)的人体姿态估计改进算法。该算法在检测过程中采用隔帧检测和去抖动的优化处理,优化人体检测流程;针对姿态估计网络,使用... 详细信息

为了解决视频的高性能人体姿态估计算法参数量和计算量庞大导致的推理速度慢的问题,提出了基于高分辨率网络(HRNet)的人体姿态估计改进算法。该算法在检测过程中采用隔帧检测和去抖动的优化处理,优化人体检测流程;针对姿态估计网络,使用ShuffleUnitV2组件对HRNet重新设计得到了S-HRNet,提高网络的利用率。实验结果表明:在公开数据集COCO训练集上,改进算法的总推理时间为356 ms,而原始算法总推理时间为992 ms,有效地提高推理速度。改进后的算法解决了原有的HRNet模型参数量大、推理速度慢的问题,同时也保持了一定的性能,为实际部署提供了一个适合的算法。

关键词：人体姿态估计高分辨率网络推理速度网络结构

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无花空折枝

青年文学家 2018年第3期 13-13页

作者：陈贝佳江苏省苏州中学高三(6)班

在我四大名著还只看过一部时,我娘给我买了一辆滑板车。双轮的滑板,连着同自行车一样的把手——它是一辆"两不像"。凡周末午后,看窗外无风无雨或者小风小雨,我就踏上它在小区内晃悠。多数时间里,我是绕着一栋楼一圈圈地蹬。这栋楼里住... 详细信息

在我四大名著还只看过一部时,我娘给我买了一辆滑板车。双轮的滑板,连着同自行车一样的把手——它是一辆"两不像"。凡周末午后,看窗外无风无雨或者小风小雨,我就踏上它在小区内晃悠。多数时间里,我是绕着一栋楼一圈圈地蹬。这栋楼里住了一个男孩子。不知是否所有女孩的童年里都有个大她一岁的男孩,这一年的年长注定了他不爱搭理她,而她乐意跟在他后面玩。那栋楼被插着玻璃碎片的矮墙半围着,路过大门,我轻轻蹬

关键词：石子路滑板车

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隔

青年文学家 2018年第5期 12-12页

作者：陈贝佳江苏省苏州中学高三(6)班

从前我怕参加同学聚会,如今这抗拒的心理减了几分,细想缘由,却并不叫人欣慰。我虽不似林妹妹般多愁悲观,于极盛时想见极衰,却也知道去往迎来的规律。匆匆一面,萍水相逢,逢到能相伴走一程的知己是生命赐福,在此之外的芸芸擦肩者,我们是... 详细信息

从前我怕参加同学聚会,如今这抗拒的心理减了几分,细想缘由,却并不叫人欣慰。我虽不似林妹妹般多愁悲观,于极盛时想见极衰,却也知道去往迎来的规律。匆匆一面,萍水相逢,逢到能相伴走一程的知己是生命赐福,在此之外的芸芸擦肩者,我们是无法挽留、也无须挽留的。同学聚会这事儿,在我看来,若见不到从前惺惺相惜的挚友或是启迪一生的师长,那大可不必像特意遵循着遗忘曲线似的,每隔一段时间便再把疏远者认

关键词：同学聚会

具有免疫调节作用的水凝胶中和肿瘤酸性以增强免疫用于防止黑色素瘤术后复发（英文）

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Science China Materials 2025年第1期 270-279页

作者：全之嫄陈凌卉陈贝贝郭康丽田鹏飞潘浩波李杨赵娜娜徐福建 State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing University of Chemical Technology Key Laboratory of Biomedical Materials of Natural Macromolecules (Beijing University of Chemical Technology) Beijing Laboratory of Biomedical Materials Beijing University of Chemical Technology College of Materials Sciences and Engineering Beijing University of Chemical Technology Center for Human Tissues and Organs Degeneration Shenzhen Institute of Advanced Technology Chinese Academy of Sciences

黑色素瘤术后复发仍然是治疗中的一个严重问题.新的治疗策略,如化学动力疗法(CDT),具有高度的特异性和反应性,能够引发免疫原性细胞死亡(ICD),表现出引起抗肿瘤免疫反应的潜力.然而, CDT的疗效被以乳酸水平升高为特征的免疫抑制肿瘤微环...

黑色素瘤术后复发仍然是治疗中的一个严重问题.新的治疗策略,如化学动力疗法(CDT),具有高度的特异性和反应性,能够引发免疫原性细胞死亡(ICD),表现出引起抗肿瘤免疫反应的潜力.然而, CDT的疗效被以乳酸水平升高为特征的免疫抑制肿瘤微环境(TME)所抑制.在这里,我们提出了一种使用免疫调节水凝胶重编程肿瘤相关巨噬细胞和诱导ICD以抑制黑色素瘤术后复发的策略.制备了含有硼硅酸盐玻璃和四氧化三铁纳米颗粒的透明质酸水凝胶(HA/BG/Fe-hydrogel,HBF).该水凝胶可中和肿瘤酸性,将TAMs重编程为M1表型.此外, HBF还能产生活性氧,从而通过CDT诱导ICD,激起强烈的抗肿瘤免疫反应,从而增强肿瘤免疫治疗疗效. HBF通过CDT诱导的ICD和逆转免疫抑制TME可有效抑制肿瘤复发.这项工作为构建免疫调节型水凝胶抑制黑色素瘤术后复发提供了一种具有前景的策略.

关键词：

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具有随机位移的多帧图像超分辨重建快速算法

西安电子科技大学学报 2012年第1期39卷 105-110页

作者：宁贝佳冀峰高新波西安电子科技大学智能感知与图像理解教育部重点实验室陕西西安710071

常用的多帧图像超分辨重建算法大都基于图像恢复原理,因此计算量大,难以在线实时实现.为此,针对稀疏采样以及具有随机位移情况下的多帧图像超分辨重建问题,提出了三种融合重建快速算法,即邻域组合插值(NCI)方法、邻域扩展插值(NEI)方法... 详细信息

常用的多帧图像超分辨重建算法大都基于图像恢复原理,因此计算量大,难以在线实时实现.为此,针对稀疏采样以及具有随机位移情况下的多帧图像超分辨重建问题,提出了三种融合重建快速算法,即邻域组合插值(NCI)方法、邻域扩展插值(NEI)方法以及全局双向线性插值(GTDLI)方法.仿真实验结果表明了三种算法的有效性,而且相对于经典的图像超分辨重建算法具有明显的速度优势.最后通过分析分别给出了三种算法所适合的应用场合.

关键词：超分辨重建图像融合随机位移

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脉冲调制辐射场的场强测量

东南大学学报（自然科学版） 2016年第6期46卷 1186-1191页

作者：周忠元陈贝贝东南大学机械工程学院南京211189 上海霍莱沃电子系统技术有限公司上海201203

为实现大功率雷达所产生脉冲调制辐射场的准确测量,在对脉冲调制辐射场进行理论分析的基础上,提出一种基于选频法的测试方法.将频谱分析仪设置为零频率跨度模式,分辨带宽设置为10 MHz的最大带宽,利用该方法对模拟雷达所产生脉冲调制辐... 详细信息

为实现大功率雷达所产生脉冲调制辐射场的准确测量,在对脉冲调制辐射场进行理论分析的基础上,提出一种基于选频法的测试方法.将频谱分析仪设置为零频率跨度模式,分辨带宽设置为10 MHz的最大带宽,利用该方法对模拟雷达所产生脉冲调制辐射场的场强测量进行了试验研究.此外,还通过模拟试验分析了电场探头法的局限性.结果表明,所提出的测试方法可对大功率雷达所产生脉冲调制辐射场的峰值场强、脉冲周期内的平均场强以及雷达旋转周期内的平均场强进行准确测量.对于二极管检波式电场探头,被测场强超过其真有效值(均方根值)量程时,测量结果比实际场强偏小,最大偏差超过了4 d B;热电偶式电场探头仅适用于平均场强的准确测量.

关键词：电磁辐射危害脉冲调制辐射场场强测量峰值场强