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非刚体运动模型在步态检测中的应用研究

非刚体运动模型在步态检测中的应用研究

作者：王国艳天津大学

学位级别：硕士

随着城市交通的快速发展,闸机是城市轨道交通自动售检票(Automatic Fare Collection, AFC)系统中的关键设备之一,闸机的智能识别系统要求非接触式远距离的身份识别。步态识别是生物模式识别中一项新兴领域,人体步态相对于其它生物特征... 详细信息

随着城市交通的快速发展,闸机是城市轨道交通自动售检票(Automatic Fare Collection, AFC)系统中的关键设备之一,闸机的智能识别系统要求非接触式远距离的身份识别。步态识别是生物模式识别中一项新兴领域,人体步态相对于其它生物特征具有许多优点,最突出的一点就是在远距离的情况下仍然能被感知。本文提出了一种非刚体图像序列特征点对应的新方法,应用于步态识别中去,并进行了编码。这种方法首先在图像序列的采集过程中,人体身着黑色的服饰,并在人体的关节点附上白色的小圆斑,这些小圆斑的中心点便可作为运动分析的特征点。根据图像序列帧间的时间间隔很小这一特点,指出特征点在图像帧间的运动具有平滑性,进而提出了一种特征点运动平滑的代价函数。然后将目标跟踪技术应用于特征点的跟踪,利用两个一维卡尔曼滤波器分别对特征点的两个坐标进行预测跟踪。特征点的遮挡问题可以通过特征点跟踪过程中对特征点位置的预测得到解决。实验证明,该文方法能建立非刚体运动特征点的正确对应,并能解决特征点的遮挡问题。本文首先对人运动的视觉分析及新兴的步态识别技术进行简要介绍;然后阐述我们研究的步态识别中所用到的特征点跟踪的算法设计,介绍算法中使用到的理论知识;最后设计算例,并且分析输出结果、绘制曲线。对算法实现过程中可能出现的影响曲线平滑程度的因素,我们进行了总结归纳。

关键词：图像序列步态识别非刚体运动特征点跟踪运动平滑

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基于广义形态内插的非刚体运动描述方法

软件学报 2001年第10期12卷 1544-1551页

作者：刘文予朱光喜华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室湖北武汉430074

提出一种基于形态变换的非刚体运动的广义内插方法 .通过对非刚体的凸剖分及凸子集全局优化匹配 ,与传统的线性内插方法相比 ,解决了任意非同拓扑结构 (包括有孔及凹多边形 )的内插问题 .理论证明 ,此种内插方法是一种全局优化的内插方... 详细信息

提出一种基于形态变换的非刚体运动的广义内插方法 .通过对非刚体的凸剖分及凸子集全局优化匹配 ,与传统的线性内插方法相比 ,解决了任意非同拓扑结构 (包括有孔及凹多边形 )的内插问题 .理论证明 ,此种内插方法是一种全局优化的内插方法 ,并证明了此方法的正确性 ,讨论了不同凸剖分对内插的影响 ,把非刚体的运动分解为非刚体的变形与刚体的旋转 .实验证明 ,此内插方法效果自然 ,质量好 ,速度快。

关键词：广义形态内插凸部分全局优化非刚体运动三维动画

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一种非刚体运动图象序列的特征点对应方法

中国图象图形学报（A辑） 2000年第3期5卷 232-236页

作者：汪亚明楼正国卞昕汪元美浙江大学生命科学与医学工程学系杭州310027

提出了一种非刚体图象序列特征点对应的新方法 ,首先根据图象序列帧间的时间间隔很小这一特点 ,指出特征点在图象帧间的运动具有平滑性 ,进而提出了一种特征点运动平滑的代价函数。然后将目标跟踪技术应用于特征点的跟踪 ,利用两个一维... 详细信息

提出了一种非刚体图象序列特征点对应的新方法 ,首先根据图象序列帧间的时间间隔很小这一特点 ,指出特征点在图象帧间的运动具有平滑性 ,进而提出了一种特征点运动平滑的代价函数。然后将目标跟踪技术应用于特征点的跟踪 ,利用两个一维卡尔曼滤波器分别对特征点的两个坐标进行预测跟踪。在图象帧间的特征点对应过程中 ,该文综合考虑了特征点的预测位置与实际位置之间的距离以及特征点的平滑代价函数等因素 ,从而使特征点的运动轨迹得到正确的延续。特征点的遮挡问题可以通过特征点跟踪过程中对特征点位置的预测得到解决。实验证明 ,该文方法能建立非刚体运动特征点的正确对应 ,并能解决特征点的遮挡问题。

关键词：图象序列非刚体运动特征点对应计算机视觉

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非刚体运动特征提取在武术运动中的应用

信息技术 2024年第7期48卷 104-108页

作者：喻龙单紫徽席本玉赵冬西安交通大学城市学院体育教研室西安712039 西安交通大学体育中心西安710049

受光照与环境因素的影响,非刚体运动中的图像会存在视差干扰,导致非刚体运动特征提取效果不佳,因此提出一种针对非刚体运动的特征提取方法。对非刚体运动图像进行高斯滤波处理,在高斯差分尺度空间内,采用特征描述算子提取初始特征点。... 详细信息

受光照与环境因素的影响,非刚体运动中的图像会存在视差干扰,导致非刚体运动特征提取效果不佳,因此提出一种针对非刚体运动的特征提取方法。对非刚体运动图像进行高斯滤波处理,在高斯差分尺度空间内,采用特征描述算子提取初始特征点。根据特征点提取结果,计算非刚体运动特征提取的代价。引入引导滤波方法对非刚体运动图像进行视差效果优化处理,在最小视差约束下,根据置信度聚合与传播策略进行非刚体运动的特征精确提取。以武术运动作为实验对象,实验结果表明:所提方法的特征点提取精度较高,且视差提取误差率不超过2.0%。

关键词：特征点提取非刚体运动最小视差约束特征提取武术运动

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基于非刚体运动光流算法的面部表情识别

计算机科学 2007年第3期34卷 213-215,229页

作者：杨国亮王志良王国江陈锋军江西理工大学机电工程学院赣州341000 北京科技大学信息工程学院北京100083

本文讨论了基于光流法的面部表情识别。由于面部表情运动是一非刚体运动,容易产生形变,因此标准光流法估计不准确。为此,本文通过引入div-curl样条函数作为扩展光流约束方程的附加约束条件,推导了非刚体光流算法,并给出了一阶和二阶div-... 详细信息

本文讨论了基于光流法的面部表情识别。由于面部表情运动是一非刚体运动,容易产生形变,因此标准光流法估计不准确。为此,本文通过引入div-curl样条函数作为扩展光流约束方程的附加约束条件,推导了非刚体光流算法,并给出了一阶和二阶div-curl样条约束下光流的数值解。最后将该算法用于面部表情特征提取,构建了HMM与BP神经网络混合分类器。实验结果表明面部表情识别率得到显著提高。

关键词：光流div-curl样条非刚体运动面部表情识别

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单目人体图像序列的运动及结构参数估计

软件学报 2001年第11期12卷 1732-1738页

作者：汪亚明汪元美楼正国浙江工程学院信息电子学院浙江杭州310033 浙江大学生命科学及医学工程学系浙江杭州310027

利用人体行走的单目动态图像序列 ,估计手臂及腿部的运动及结构参数 .在物体中心坐标的运动表示方式下 ,提出了基于弹性连接概念的非刚体运动模型 ,通过加入弹性系数的方法 ,使非刚体运动模型和刚体运动模型得到了良好的统一 .在此模型... 详细信息

利用人体行走的单目动态图像序列 ,估计手臂及腿部的运动及结构参数 .在物体中心坐标的运动表示方式下 ,提出了基于弹性连接概念的非刚体运动模型 ,通过加入弹性系数的方法 ,使非刚体运动模型和刚体运动模型得到了良好的统一 .在此模型的基础上 ,用 Levenberg- Marquardt方法实现了运动及结构参数的估计 .实验证明了该方法的有效性。

关键词：非刚体运动相对弹性模型结构参数估计单目人体图像序列医学

基于视频序列的人体运动分析系统的研究与实现

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计算机应用与软件 2006年第2期23卷 140-141,144页

作者：魏娟丽王万诚西安体育学院计算机教研室陕西西安710068 西北工业大学计算机系陕西西安710069

基于视频的人体运动分析是通过视频序列对人体的运动进行检测、分割和跟踪,获得人体或者某一部位的运动信息,生成人体的运动轨迹以及各运动学和动力学参数,达到分析人体三维运动的目的。人体运动属于连接型非刚体运动的范畴,具有高度的... 详细信息

基于视频的人体运动分析是通过视频序列对人体的运动进行检测、分割和跟踪,获得人体或者某一部位的运动信息,生成人体的运动轨迹以及各运动学和动力学参数,达到分析人体三维运动的目的。人体运动属于连接型非刚体运动的范畴,具有高度的非线性特点,利用视频进行人体运动分析,有着极大的研究价值和现实应用前景。本文以单目视频中人体的跳远运动为研究对象,研究与实现了一个基于视频序列的人体运动分析系统。

关键词：人体运动分析图像处理运动目标检测运动目标跟踪运动分析视频序列系统动力学参数非刚体运动运动信息

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基于视频的人体运动分析

基于视频的人体运动分析

作者：卢昕浙江大学

学位级别：硕士

人体运动分析一直是多个学科领域中的重要研究问题，在生物医学、虚拟现实、机器人技术、安全监控等领域有着广泛的应用。本文的研究对象是基于视频的人体运动分析即在视频序列中对人体的运动进行跟踪，捕捉和分析。人体运动属于非刚体... 详细信息

人体运动分析一直是多个学科领域中的重要研究问题，在生物医学、虚拟现实、机器人技术、安全监控等领域有着广泛的应用。本文的研究对象是基于视频的人体运动分析即在视频序列中对人体的运动进行跟踪，捕捉和分析。人体运动属于非刚体运动的范畴，具有高度的非线性特点，利用视频进行人体运动分析，有着极大的研究价值和现实应用前景。利用视频进行人体运动分析一直以来都是研究者所面临的难题，尽管如此，还是有不少研究者提出了相应的部分解决办法。本文介绍了目前基于视频的人体运动分析中所存在的问题。同时将目前的研究工作划分为基于特征和基于模型这两种不同的方法，并以此为线索回顾了解决该问题的一般思路与框架，并就这二类方法作了科学的比较。本文对两类不同单目视频中的人体运动跟踪问题进行了研究。第一类视频的研究对象是在实验室环境下穿着紧身衣、用MLD(Moving Light Display)标注关节点的人体所作的步行运动。我们采用基于特征的方法对人体进行了跟踪。本文提出使用相关模板的方法检测特征，实验表明该方法可有效检测特征。传统方法中跟踪特征往往使用一种模式，而本文在分析人体运动特点基础上，利用人体的结构约束条件结合人体不同部分的运动特性，对人体不同部分采用不同的跟踪策略。实验表明，利用该方法在无遮挡情况下，可以较好的跟踪人体的肢体运动。在第二类视频中，我们对身着普通服装的人体步行运动进行了研究。对这类视频我们采取了基于模型的研究方法。首先讨论了对于视频的预处理以及全身运动的跟踪问题。接着构建了人体腿部的二维模型。然后通过搜索一组参数使得合成数据与实际图象数据最为相似的方法，来跟踪腿部运动。模型跟踪中如何在参数空间中搜索有效参数一直是一个难题，传统方法一般通过优化的方法加以解决，而本文在跟踪过程中，逐个分析各参数的求解，降低了参数空间的维数，使得计算更为简单有效。此外通过定义合适的相似度函数提高了在遮挡情况下跟踪的准确性。实验表明，该方法可以很好的跟踪步行人体的腿部运动，并可以克服一定的遮挡现象。

关键词：运动跟踪视频处理非刚体运动

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曲面上一种等距不变量的构造

系统科学与数学 2009年第9期29卷 1178-1188页

作者：胡平曹伟国李涛涛李华林宗楷中国科学院计算技术研究所高性能计算中心北京100190 中国科学院研究生院北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

提出一种基于曲面内蕴度量的等距变换不变量构造方法.通过不变几何基元构造不变核,再对不变核进行多重积分,得到曲面上的等距不变量.这种不变量完全基于曲面的内在属性,有直观的几何解释,并且不受数量约束.实验表明,它对于描述曲面的等... 详细信息

提出一种基于曲面内蕴度量的等距变换不变量构造方法.通过不变几何基元构造不变核,再对不变核进行多重积分,得到曲面上的等距不变量.这种不变量完全基于曲面的内在属性,有直观的几何解释,并且不受数量约束.实验表明,它对于描述曲面的等距变换,如不同表情的同一人脸、不同姿态的同一人体运动等具有潜在应用意义.

关键词：曲面度量等距变换不变量非刚体运动