基于圖結(jié)構(gòu)模型的人體姿態(tài)估計(jì)研究.pdf

1、人體姿態(tài)估計(jì)是從圖片中獲取人體各個(gè)部件的位置、大小和方向等信息。它可以應(yīng)用于智能監(jiān)控、高級(jí)人機(jī)交互以及圖片檢索標(biāo)注等方面，因此該研究是近來機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)熱門問題。由于人體及人體姿態(tài)的多樣性，在姿態(tài)估計(jì)中要涉及多個(gè)視場角度，對其進(jìn)行有效表征需要建立多個(gè)模型，對其求解要花費(fèi)大量的計(jì)算資源。
　　目前，人體姿態(tài)估計(jì)最有效的方法是基于圖結(jié)構(gòu)（Pictorial Structure，即PS）模型的方法。該方法基于圖模型將人體表示為一些部

2、件以及相連部件間的連接，其中部件由外觀模型決定，相連部件間的連接由變形模型描述?；谠撃Ｐ?，人體的姿態(tài)可通過圖推理獲得。該模型中，外觀模型和變形模型可以單獨(dú)建模，使得該模型具有很大的靈活性。
　　本文以PS模型為基礎(chǔ)，展開了相關(guān)研究與改進(jìn)，以更好的實(shí)現(xiàn)人體姿態(tài)估計(jì)，主要的工作如下：
　?。?）基于圖模型分析了姿態(tài)估計(jì)的兩個(gè)常用模型DPM和PS模型的原理，通過比較分析，得出PS模型更適于人體姿態(tài)估計(jì)，并采用通用的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)

3、算法的性能。
　?。?）為了克服經(jīng)典PS模型對人體模型的表現(xiàn)不足以及人體姿態(tài)搜索空間過大的問題，基于彈簧模型，提出了對相鄰部件中子部件的方向與該相鄰部件的空間相對位置之間的關(guān)系進(jìn)行建模的人體姿態(tài)估計(jì)方法，即PS混合模型方法。該模型抓住了人體部件之間的局部剛性特征，利用了人體的更多的先驗(yàn)知識(shí)。在Buffy和Parse圖片庫上做實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以提高人體姿態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
　?。?）針對單幀圖片中一些姿態(tài)

4、過于相似而難以區(qū)分的問題，基于連續(xù)幀圖片的時(shí)間連續(xù)性，提出了在骨架姿態(tài)中引入關(guān)節(jié)的局部動(dòng)作信息來進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)的方法。該方法采用3D時(shí)空梯度方向直方圖特征來描述關(guān)節(jié)的局部動(dòng)作信息，并結(jié)合人體骨架姿態(tài)組成運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，采用視覺詞袋模型將運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行聚類分析得到視覺單詞，將連續(xù)幀圖片描述為視覺單詞的詞頻直方圖特征，并傳入分類器進(jìn)行訓(xùn)練及分類。在KTH、UCF-Sports和Weizmann數(shù)據(jù)集上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以提高人