基于骨架信息的人體動(dòng)作識(shí)別.pdf

1、人體動(dòng)作識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域一大熱門的研究方向。其主要目的是對(duì)視頻中的人體動(dòng)作進(jìn)行正確地分類。這項(xiàng)技術(shù)可以被應(yīng)用到智能視頻監(jiān)控、人機(jī)自然交互、運(yùn)動(dòng)視頻分析以及無(wú)人駕駛等領(lǐng)域。然而如何構(gòu)造有效的特征來(lái)對(duì)視頻當(dāng)中的人體動(dòng)作進(jìn)行描述一直是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的問題。本文通過(guò)對(duì)人體骨架信息進(jìn)行深入挖掘，提出了基于關(guān)節(jié)點(diǎn)位置的動(dòng)力學(xué)和關(guān)系特征，這組特征由4大類特征、36種子特征構(gòu)成。
　　1.關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特征:這一大類特征由速度、加速度、角速度、

2、角加速度、速率、加速率、動(dòng)能、動(dòng)能變化、重力勢(shì)能、重力勢(shì)能變化、總能量、總能量變化、歸一化位置等13種子特征構(gòu)成，這組特征從關(guān)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和能量變化的角度出發(fā)，充分地挖掘了人體骨架的動(dòng)力學(xué)信息。
　　2.相關(guān)關(guān)系特征:這一大類特征由速度相關(guān)關(guān)系、加速度相關(guān)關(guān)系、角速度相關(guān)關(guān)系、角加速度相關(guān)關(guān)系，能量變化相關(guān)關(guān)系等5種子特征構(gòu)成，這組特征描述了任意一對(duì)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)相關(guān)關(guān)系和能量變化相關(guān)關(guān)系。
　　3.距離關(guān)系特征:這一大類特征

3、由水平距離關(guān)系及其軌跡、垂直距離關(guān)系及其軌跡、方向正弦距離關(guān)系及其軌跡、方向余弦距離關(guān)系及其軌跡、特征向量方向距離關(guān)系及其軌跡、連通距離關(guān)系及其軌跡等12種子特征構(gòu)成，這組特征描述了任意一對(duì)關(guān)節(jié)點(diǎn)在特定方向上的距離關(guān)系。
　　4.幾何關(guān)系特征:這一大類特征由關(guān)節(jié)向量?jī)?nèi)積及其軌跡、關(guān)節(jié)向量余弦相關(guān)性及其軌跡、關(guān)節(jié)三角形面積周長(zhǎng)比及其軌跡等6種子特征構(gòu)成構(gòu)成，這組特征描述了任意三個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間幾何關(guān)系。
　　將這些特征合并在一起構(gòu)

4、成基于關(guān)節(jié)點(diǎn)位置的動(dòng)力學(xué)和關(guān)系特征。本文對(duì)這組特征的各個(gè)子特征進(jìn)行了全面的比較。這組特征在JHMDB數(shù)據(jù)集、sub-JHMDB數(shù)據(jù)集和Penn Action數(shù)據(jù)集上均取得了不錯(cuò)的效果。此外，由于動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)最后的識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，因此本文探索了適合基于關(guān)節(jié)點(diǎn)位置的動(dòng)力學(xué)和關(guān)系特征的動(dòng)作識(shí)別算法框架。其中最合適的詞袋模型為基于K均值聚類和向量量化的詞袋模型，最有效的分類模型為多通道的RBF-x2核的支持向量機(jī)。