[發(fā)明專利]一種人體行為動(dòng)作快速識(shí)別方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410467813.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN104298964B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡碩;陳鈺昕;左亞青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 秦皇島一誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

1.一種人體行為動(dòng)作快速識(shí)別方法，其特征在于，所述識(shí)別方法按以下步驟進(jìn)行：

(1)通過視頻采集單元采集人體行為動(dòng)作的視頻，利用背景減方法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)并提取人體剪影及其表達(dá)；所述背景減方法是在R、G、B空間分布中進(jìn)行背景減操作來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，對(duì)圖像分別在R、G、B 3個(gè)通道設(shè)定閾值，若任一通道的值大于該閾值，則將所有通道的值都設(shè)為255；反之，若沒有任何通道的實(shí)際像素值大于該閾值，則維持原狀；

(2)對(duì)提取好的人體剪影進(jìn)行輪廓提取，使用區(qū)域掃描算法提取剪影輪廓，并生成鏈表；選取其中最長的鏈表以排除部分外部干擾和內(nèi)部空洞，將其重新描繪，獲得所需要的人體剪影輪廓圖像；

(3)對(duì)提取的人體剪影輪廓使用k-mean聚類獲得k個(gè)最能突出其特點(diǎn)的幀，即為關(guān)鍵幀，并進(jìn)行標(biāo)記；

(4)利用具有時(shí)空特征的算子來加速行為動(dòng)作識(shí)別過程；

記錄關(guān)鍵幀輪廓的中心位置，并根據(jù)位置信息計(jì)算特征算子w；

特征算子w的確定方法為：記錄人體質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡，分別獲取軌跡上橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的最大值及最小值，將橫坐標(biāo)最大值與最小值的差值除以縱坐標(biāo)的最大值與最小值的差值，所得結(jié)果確定為特征算子w；

設(shè)定閾值，根據(jù)特征算子w將行為動(dòng)作序列樣本分為兩個(gè)大類，識(shí)別過程中利用w加速行為動(dòng)作識(shí)別；若w大于閾值，認(rèn)為該行為動(dòng)作屬于第一大類；若w小于閾值，則認(rèn)為該行為動(dòng)作屬于第二大類；在相應(yīng)的大類內(nèi)將目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵幀與其中每一個(gè)小類的關(guān)鍵幀對(duì)比，計(jì)算每個(gè)對(duì)應(yīng)輪廓點(diǎn)到其質(zhì)心的距離之差，將所有差值相加，得到兩個(gè)輪廓的總歐氏距離，在每個(gè)小類中進(jìn)行該步驟，找到總歐氏距離最小的類，即為所求的動(dòng)作類別，完成對(duì)行為動(dòng)作的識(shí)別。

2.一種人體行為動(dòng)作快速識(shí)別裝置，其特征在于：所述識(shí)別裝置包括圖像采集單元和運(yùn)動(dòng)識(shí)別單元；圖像采集單元為圖像采集設(shè)備，圖像采集單元拍攝人體運(yùn)動(dòng)過程，獲取圖像數(shù)據(jù)；圖像采集單元通過USB總線與運(yùn)動(dòng)識(shí)別單元進(jìn)行連接，運(yùn)動(dòng)識(shí)別單元的圖像處理方法固化在dsp芯片中，運(yùn)動(dòng)識(shí)別單元通過對(duì)圖像采集單元獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取其中任意無前景幀作為背景圖像，并使用背景減方法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并提取輪廓及其表達(dá)；所述背景減方法是在R、G、B空間分布中進(jìn)行背景減操作來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，對(duì)圖像分別在R、G、B 3個(gè)通道設(shè)定閾值，若任一通道的值大于該閾值，則將所有通道的值都設(shè)為255；反之，若沒有任何通道的實(shí)際像素值大于該閾值，則維持原狀；利用k-mean聚類對(duì)輪廓進(jìn)行關(guān)鍵幀的判別和提取并將其標(biāo)記，同時(shí)計(jì)算描述輪廓在運(yùn)動(dòng)過程中時(shí)間與空間上的變化情況的時(shí)空特征算子w；特征算子w的確定方法為：記錄人體質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡，分別獲取軌跡上橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的最大值及最小值，將橫坐標(biāo)最大值與最小值的差值除以縱坐標(biāo)的最大值與最小值的差值，所得結(jié)果確定為特征算子w；通過時(shí)空特征算子w來區(qū)別動(dòng)作行為的種類；利用對(duì)應(yīng)點(diǎn)的歐氏距離差算法求得與測(cè)試序列差異度最小的訓(xùn)練序列并獲取該訓(xùn)練序列的動(dòng)作類別，即為目標(biāo)測(cè)試序列的行為類別。