一种多尺度条件随机场模型的动作识别方法技术

技术编号:8323813 阅读:240 留言:0更新日期:2013-02-14 02:53
本发明专利技术公开了一种多尺度条件随机场模型的动作识别方法,包括以下步骤,首先采集人体运动视频信息,预处理采集到的人体运动目标,然后同时考虑人的运动轨迹,人的体态特征以及人的肢体运动情况,利用多尺度特征提取的方法从大、中、小三个尺度上提取人体运动特征,最后使用多尺度条件随机场模型进行动作的建模与识别。本发明专利技术方法基于多尺度条件随机场模型,充分利用动作序列的上下文信息以及不同尺度状态之间的相互限制和影响信息,解决了人体运动过程中同一个时刻存在着多个动作模式进行识别的问题,且识别率明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能视觉监控和机器学习
,涉及。
技术介绍
利用图像信息的视频分析系统越来越多的被应用于各个领域,如视频监控、视频检索、医疗诊断、运动视频分析及基于感知的闻级人机接口等。但是目前,在基于视频监控及分析的诸多研究领域中,大多数的研究都是从单尺度上研究人体运动,现实中,人的运动同时包含着多个尺度的运动细节,如果同一时刻人体运动存在着多种动作模式时,其识别率较低,难以达到识别技术要求。因此,不同尺度上的运动特征在运动分析中具有不同的角色,恰当地将不同尺度上的动作特征结合起来对解决人体运动问题有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供,解决了现有技术在同一时刻存在着多种动作模式时,识别率较低的问题。本专利技术所采用的技术方案是,,该方法按照以下步骤实施步骤I、多尺度特征描述通过大、中、小三个尺度特征提取方法提取人体运动的多尺度特征;步骤2、建立多尺度条件随机场模型多尺度条件随机场模型的结构包含三层结构,分别对应着大、中、小三个尺度及各尺度间的关系,设X1, t、X2, t及X3, t分别表示t时刻提取到的不同尺度上的特征值,yi, t、y2, t 及y3,t分别为对应的状态变量值,{fk, gj分别表示给定的一个尺度内的状态转移特征函数和观察特征函数,{hk,pk,qj则表示两个尺度之间的状态转移特征函数和观察特征函数;步骤3、建立多尺度条件随机场模型的表达式设X= (X1, X2, X3I为提取出来的特征数据,其中X1 = (XnXu2,…,Xut,…,xUT}、X2 — {x2,1, Χ2,2 …,X2,t,…,Χ2,τ}、Χ3 — {Χ3,1,Χ3,2,…,X3, t,…,Χ3,I}分力 ll表不大尺度、中尺度和小尺度上的特征数据;另外,Y = IY1, Y2, Y3I表示三个尺度上对应的标记序列,其中的 Yi = {yi,i,· · ·,Υι,τΙ > Y2 = iy2,i,· · ·,υ2,τ} >Y3 = Ir3,ι,· · ·,y3, J,则所建立的多尺度条件随机场模型描述为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多尺度条件随机场模型的动作识别方法,其特征在于,该方法按照以下步骤实施:步骤1、多尺度特征描述通过大、中、小三个尺度特征,进行提取人体运动的多尺度特征;步骤2、建立多尺度条件随机场模型多尺度条件随机场模型的结构包含三层结构,分别对应着大、中、小三个尺度及各尺度间的关系,设x1,t、x2,t及x3,t分别表示t时刻提取到的不同尺度上的特征值,y1,t、y2,t及y3,t分别为对应的状态变量值,{fk,gk}分别表示给定的一个尺度内的状态转移特征函数和观察特征函数,{hk,pk,qk}则表示两个尺度之间的状态转移特征函数和观察特征函数;步骤3、建立多尺度条件随机场模型的表达式设X={X1,X2,X3}为提取出来的特征数据,其中X1={x1,1,x1,2,…,x1,t,…,x1,T}、X2={x2,1,x2,2,…,x2,t,…,x2,T}、X3={x3,1,x3,2,…,x3,t,…,x3,T}分别表示大尺度、中尺度和小尺度上的特征数据;另外,Y={Y1,Y2,Y3}表示三个尺度上对应的标记序列,其中的Y1={y1,1,...,y1,T}、Y2={y2,1,...,y2,T}、Y3={Y3,1,...,y3,T},则所建立的多尺度条件随机场模型描述为:P(Y|X)=1Z(X)(Πt=1T-1Πl=13φl,t(yl,t,yl,t+1,xl,t))×(Πt=1T-1Πl=12ψl,t(yl,t,yl+1,t,xl,t,xl+1,t)),---(5)其中的φ是链内的势函数,ψ是链间的势函数,具体的形式如下:φl,t(yl,t,yl+1,t,xl)=exp{Σk=1Jλkfk(yl,t,yl,t+1)+Σk=1Kμkgk(yl,t,xl,t)},---(6)ψl,t(yl,t,yl+1,t,xl,t,xl+1,t)=exp{Σk=1Lαkhk(yl,t,yl+1,t)+Σk=1Mβkpk(yl,t,xl+1,t)+Σk=1Nγkqk(yl+1,t,xl,t)},---(7)其中,{fk,gk}分别表示给定的一个尺度内的状态转移特征函数和观察特 征函数,{hk,pk,qk}则表示两个尺度之间的状态转移特征函数和观察特征函数,λk,μk,αk,βk,γk分别为fk,gk,hk,pk,qk所对应的权重,fk,gk,hk,pk,qk的算式如下:fk(yl,t,yl,t+1)=1ifyl,t=smlandyi,t+1=snl0otherwise,---(8)gk(yl,t,xl,t)=xl,t(i)ifyl,t=sml0otherwise,---(9)hk(yl,t,yl+1,t)=1ifyl,t=smlandyi+1,t=snl+10otherwise,---(10)pk(yl,t,xl+1,t)=xl+1,t(i)ifyi,t=sml0otherwise,---(11)qk(yl+1,t,xl,t)=xl,t(i)ifyl+1,t=snl+10otherwise,---(12)其中,是第l层的状态空间中的第m个状态的标记值,在这里第1层的状态空间包括了场景中的各个位置区域的标记,是大尺度上的状态标记;第2层的状态空间包括了整个人体意义上的动作类型,表示“走”,是中尺度上的状态标记;第3层的状态空间包括了四肢和头的绝对位置和相对位置情况,表示“挥手”;步骤4、对多尺度条件随机场模型的参数进行学习FDA00002293624000026.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种多尺度条件随机场模型的动作识别方法,其特征在于,该方法按照以下步骤实施 步骤I、多尺度特征描述 通过大、中、小三个尺度特征,进行提取人体运动的多尺度特征; 步骤2、建立多尺度条件随机场模型 多尺度条件随机场模型的结构包含三层结构,分别对应着大、中、小三个尺度及各尺度间的关系,设xi,t、x2,t及X3,t分别表示t时刻提取到的不同尺度上的特征值,yi,t、y2,t及y3,t分别为对应的状态变量值,{fk,gk}分别表示给定的一个尺度内的状态转移特征函数和观察特征函数,{hk,pk,qj则表示两个尺度之间的状态转移特征函数和观察特征函数; 步骤3、建立多尺度条件随机场模型的表达式设 X= (X1, X2, X3I 为提取出来的特征数据,其中 X1 = {xia, Xlj2, ···, Xljt, ···, Χι,χ} >x2 = Χ2,1 Χ2, 2,···,Χ2, t,…,Χ2, τ}、父3 — Χ3,1) Χ3,2,…,Χ3, t,…,Χ3, 分力 ll 表不大尺度、中尺度和小尺度上的特征数据;另外,Y ...

【专利技术属性】
技术研发人员:张二虎赵燕青赵永伟
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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