姿态特征结合2维傅里叶变换的步态识别

摘要：

目的 针对现有步态识别方法易受携带物品、衣服变化等影响的问题,提出了将无肩姿态能量图、步态参数等姿态特征与步态参数的2维傅里叶变换相结合的步态识别算法.方法 基于姿态关节点序列提出忽略肩膀宽度信息的无肩姿态能量图,用以减弱衣服变化的影响;由于下肢受衣物及背包影响较小,提取3个或3个以上的下肢关节点局部结构参数,即提取中臀点与左右膝关节点、中臀点与左右踝关节点构成的两个三角形面积以及所有下肢关节点构成的多边形面积作为步态参数,增强下肢参数在步态识别中的作用;人在行走时,单肢体的运动具有一定的周期性,且肢体之间运动具有一定的协调性,用步态参数的2维幅度谱来表示单肢体运动的周期性与肢体之间运动的协调性,以提高步态参数的可区别性;在现有典型步态特征的基础上,融合本文提出的无肩姿态能量图、步态参数及其2维傅里叶变换幅度谱,采用多特征表示步态的方法,充分利用各特征的优点,提出加权平均与最大池化相结合的两层分数融合策略进行步态识别,提高了步态识别算法在携带物品、衣服变化和跨视角等条件下的正确率.结果 实验结果表明,在中国科学院自动化研究所发布的步态数据集CASIA-B上,本文方法在相同视角条件下,正常状态、背包状态和穿大衣状态的平均识别率分别为99.56％、99.23％和94.25％;在跨视角条件下,正常状态、背包状态和穿大衣状态的平均识别率分别为91.32％、85.34％和69.51％.与典型算法相比,穿大衣状态的识别率有显著提升.结论 本文方法采用加权平均与最大池化相结合的两层分数融合策略,综合利用各特征的优点及其适用场景,有效提高了步态识别的准确率,特别是减弱了衣服厚度、样式等变化对步态识别的影响.

关键词：步态识别、姿态特征、无肩姿态能量图、运动的协调性与周期性、局部结构步态参数、步态参数的2维傅里叶变换、两层分数融合策略

所属期刊栏目：26

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：大连市科技创新基金项目2019J12GX036

在线出版日期：2021-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：796-814