模擬視皮層雙通路理論的動(dòng)作識(shí)別.pdf

1、人體動(dòng)作識(shí)別在智能監(jiān)控、高級(jí)人機(jī)交互等方面的廣泛應(yīng)用,使得模擬視覺(jué)系統(tǒng)的動(dòng)作識(shí)別成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。視覺(jué)系統(tǒng)是如何處理感知的人體動(dòng)作視覺(jué)信息,以及如何模擬人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確而快速的動(dòng)作分類(lèi)與識(shí)別,是研究者共同關(guān)注的課題。隨著腦神經(jīng)科學(xué)研究的不斷深入,人類(lèi)對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的了解越來(lái)越清晰,深入認(rèn)識(shí)人類(lèi)視覺(jué)信息處理過(guò)程,模擬人腦視覺(jué)機(jī)制系統(tǒng)建立更加準(zhǔn)確有效的識(shí)別模型具有極其重要的意義。本文在總結(jié)分析了已有的仿生動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)的基礎(chǔ)上

2、,對(duì)生物視覺(jué)系統(tǒng)信息處理的層次結(jié)構(gòu)模型進(jìn)一步展開(kāi)研究,初步取得了以下幾個(gè)方面的研究結(jié)果:
　　首先,提出了一種整合形狀特征和運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行人類(lèi)動(dòng)作識(shí)別的方法。根據(jù)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的基本生理特性,提出了模擬視皮層雙通路理論的動(dòng)作識(shí)別計(jì)算模型。該模型在原HMAX模型的基礎(chǔ)之上加入了對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)腹側(cè)通路的模擬,從單純的模擬背側(cè)通路擴(kuò)展為同時(shí)模擬腹側(cè)通路和背側(cè)通路兩條通路,分別提取形狀特征和運(yùn)動(dòng)特征。即形狀通路,從每幀提取密集的局部形狀信息,而動(dòng)

3、作通路則從每幀提取富含運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)特征向量。最后,被整合后的特征向量將被送入支持向量機(jī)(SVM)進(jìn)行識(shí)別分類(lèi),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)動(dòng)作的識(shí)別分類(lèi)。
　　其次,根據(jù)人類(lèi)視覺(jué)注意機(jī)制,提出了一種有效快速獲取特征模板的方法。由于特征小塊的選取與之后的模板學(xué)習(xí)及特征提取息息相關(guān),嚴(yán)重影響到系統(tǒng)能否準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別。本文通過(guò)限定特性小塊的選取區(qū)域,有效的提高特征小塊的質(zhì)量。該方法在基于時(shí)空顯著性的視覺(jué)注意模型獲取的感興趣區(qū)域基礎(chǔ)上,通過(guò)分析視

4、頻序列的中間級(jí)特征,即復(fù)雜細(xì)胞的響應(yīng),建立復(fù)雜細(xì)胞響應(yīng)的能量值與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的關(guān)系,從而獲取候選特征小塊的位置。此外,根據(jù)識(shí)別要求選取相應(yīng)的特征小塊,該方法能直接獲得性能較好的特征小塊。同時(shí),在計(jì)算最終的特征向量時(shí),通過(guò)視覺(jué)注意機(jī)制獲得顯著性區(qū)域,可提高整個(gè)系統(tǒng)的識(shí)別效率。
　　最后,提出了用較少的幀數(shù)進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別的方法。對(duì)于視頻的動(dòng)作識(shí)別而言,先前的識(shí)別研究大都是基于視頻的全部幀或者視頻的較多幀,加入形狀信息之后,用較少的幀數(shù)進(jìn)