[發(fā)明專利]一種跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110649824.1
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113378714A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 王新年;金澤浩;呂柯同;張濤
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、基于姿態(tài)估計方法，從步態(tài)序列中提取出關節(jié)點；

S2、基于提取的所述關節(jié)點，不考慮頭肩點來代表步態(tài)，構建步態(tài)表示，并輸出源步態(tài)表示；

S3、基于類別信息保持GAN網絡的轉換器，將所述源步態(tài)表示轉換為規(guī)定的場景表示，生成規(guī)范化的目標步態(tài)表示；

S4、使用生成的所述目標步態(tài)表示和經過訓練的分類器來識別人，得到最終的識別結果。

2.根據(jù)權利要求1所述的跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法，其特征在于，所述步驟S1的具體實現(xiàn)過程如下：

S11、提取穩(wěn)定關節(jié)點：在提取的25個關節(jié)點中提取穩(wěn)定關節(jié)點，排除不穩(wěn)定的關節(jié)點，得到18個穩(wěn)定的關節(jié)點；

S12、矯正肘關節(jié)和腕關節(jié)的位置：以頸中線為中軸，將肘、腕點水平移向中軸，由肩點與頸點之間的殘差矢量確定偏移量；該過程的數(shù)學表達式如式(1)所示：

其中，x為穩(wěn)定關節(jié)點的原始位置，x'為穩(wěn)定關節(jié)點的校正位置；上式中的i分別表示右肩、右肘和右手腕的關節(jié)點，而j則表示左肩、左肘和左手腕的關節(jié)點。

3.根據(jù)權利要求1所述的跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法，其特征在于，所述步驟S2的實現(xiàn)過程具體如下：

S21、生成骨架二值圖：首先，構造一幅與每一幀大小相同的灰度值為零的圖像；其次，將步態(tài)序列中每一幀中的穩(wěn)定點標記到零圖像中，并將零圖像中心的MidHip點作為標記點；最后，將所有穩(wěn)定點按規(guī)定的順序連接，寬度為兩個像素，生成骨架二值圖；

S22、計算和激活步態(tài)表示：步態(tài)表示按照一定順序記錄一個人的骨架運動軌跡，定義為一個周期內骨架二值圖的均值，如公式(2)所示：

其中，P為代表一個步態(tài)序列的步態(tài)表示，B_t為第t幀的骨架二值圖；T為步態(tài)序列的總幀數(shù)；

S23、使用伽馬變換式(3)激活步態(tài)表示，伽馬變換式(3)如下所示：

P^*(r,c)＝C×P(r,c)^γ (3)

其中，C為常數(shù)，γ為指數(shù)；(r,c)表示矩陣元素的下標；P^*(r,c)是激活的步態(tài)表示，輸出源步態(tài)表示。

4.根據(jù)權利要求1所述的跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法，其特征在于，所述步驟S3中的類別信息保持GAN網絡，包括轉換器、真/假判決器、相關判決器和非相關判決器；其中，轉換器用于生成規(guī)范化的步態(tài)表示；真假判決器、相關判決器和非相關判決器用于確保生成的步態(tài)表示更接近目標步態(tài)表示；所述類別信息保持GAN網絡的總體損失函數(shù)定義如式(4)所示：

其中，sel(·)為等概率隨機選擇函數(shù)。分別為真/假判決器、相關判決器和非相關判決器的損失函數(shù)，公式中的I_S是源步態(tài)表示，I_G是生成步態(tài)表示，I_T是目標步態(tài)表示，I_I是非相關步態(tài)表示。

5.根據(jù)權利要求4所述的跨場景不變和類別信息保持的步態(tài)表示方法，其特征在于，所述真/假判決器D₁用于辨別輸入的步態(tài)表示是否真實；如果輸入的步態(tài)表示是從真實步態(tài)序列中提取的真實步態(tài)表示，所述真/假判決器將輸出1；如果輸入的步態(tài)表示是由源步態(tài)表示經過轉換器生成的步態(tài)表示，將輸出0；所述真/假判決器D₁的損失函數(shù)定義為如公式(5)所示：

其中，I_S是源步態(tài)表示，I_G是生成步態(tài)表示。