基于姿态校正与姿态融合的2D/3D骨架动作识别方法

针对现有的人体骨架动作识别方法对肢体信息挖掘不足以及时间特征提取不足的问题,提出了一种基于姿态校正模块与姿态融合模块的模型PTF-SGN,实现了对骨架图关键时空信息的充分利用。首先,对骨架图数据进行预处理,挖掘肢体和关节点的位移信息并提取特征;然后,姿态校正模块通过无监督学习的方式获取姿态调整因子,并对人体姿态进行自适应调整,增强了模型在不同环境下的鲁棒性;其次,提出一种基于时间注意力机制的姿态融合模块,学习骨架图中的短时刻特征与长时刻特征并融合长短时刻特征,加强了对时间特征的表征能力;最后,将骨架图的全局时空特征输入到分类网络中得到动作识别结果。在NTU60 RGB+D、NTU120 RGB+D两个3D骨架数据集和Penn-Action、HARPET两个2D骨架数据集上的实验结果表明,该模型能够有效地识别骨架时序数据的动作。     

基于改进的深度神经网络的人体动作识别模型

针对现有人体动作识别方法需输入固定长度的视频段、未充分利用时空信息等问题,提出一种基于时空金字塔和注意力机制相结合的深度神经网络模型,将包含时空金字塔的3D-CNN和添加时空注意力机制的LSTM模型相结合,实现了对视频段的多尺度处理和对动作的复杂时空信息的充分利用。以RGB图像和光流场作为空域和时域的输入,以融合金字塔池化层的运动和外观特征后的融合特征作为融合域的输入,最后采用决策融合策略获得最终动作识别结果。在UCF101和HMDB51数据集上进行实验,分别取得了94.2%和70.5%的识别准确率。实验结果表明,改进的网络模型在基于视频的人体动作识别任务上获得了较高的识别准确率。     

基于双流骨架信息的人体动作识别方法

针对当前基于二维图像的人体动作识别算法鲁棒性差、识别率不高等问题,提出了一种融合卷积神经网络和图卷积神经网络的双流人体动作识别算法,从人体骨架信息提取动作的时间与空间特征进行人体动作识别。首先,构建人体骨架信息时空图,利用引入注意机制的图卷积网络提取骨架信息的时间和空间特征;其次,构建骨架信息运动图,将卷积神经网络网络提取到骨架运动信息的特征作为时空图卷积网络所提取特征的时间和空间特征的补充;最后,将双流网络进行融合,形成基于双流的、注意力机制的人体动作识别算法。算法增强了骨架信息的表征能力,有效提高了人体动作的识别精度,在NTU-RGB+D60数据集上取得了比较好的结果,Cross-Subject和Cross-View的识别率分别为86.5%和93.5%,相比其他同类算法有一定的提高。     

基于时域分割的人体行为连续性动作预测仿真

传统人体行为动作预测方法对人体骨架上的所有关键特征映射点包含范围模糊,导致实时处理速度慢,无法有效对连续性动作进行预测,且错位率较高.为此提出一种基于时域分割的人类行为连续性动作预测.首先通过三维空间捕捉技术构建人体骨架模型,通过时域分割确定关节点的位置信息,将任意关节点都视为映射特征点,提取人体的运动数据特征,利用LLE把提取的特征数据映射进二维空间里,结合拉格朗日的乘法最优化重建权值矩阵,建立动作向量库,确定人体做出随意性动作与向量库中动作相似或者相同时,就能够对人体的动作进行提前预判,即可以完成动作预测.仿真结果证明,所提方法时域分割效果好,实时预测速度快,能够有效的对人体连续性动作精准预测.     

基于特征向量匹配的舞蹈实时姿态分析方法

针对人体运动姿态可自由编辑的特性,提取人体骨架模型,建立人体运动姿态模型库,分析了运动捕捉系统在舞蹈训练中的应用,提出基于特征平面间相似性匹配的方法来计算模型各部件间运动数据参数。经过验证,该方法对于人体姿态的分析具有较高的准确性、鲁棒性,使得舞蹈演员能够准确的对比出与标准舞蹈动作的差异,为舞蹈者进行科学舞蹈训练提供了理论支持。     

基于实时视频感知的虚拟体育交互系统

针对疫情常态化背景下,传统体育项目受场地、器材等限制,市场上相关产品价格昂贵、可扩展性不足等问题,提出了一种基于实时视频感知的虚拟体育交互系统.该系统设计视频数据采集模块和人体关节点提取模块,结合OpenPose获取人体的关节点坐标,实时捕捉人体手势以及肢体动作.动作语义理解模块包括运动动作理解和绘图动作理解.前者根据运动中肢体关节点的相对位置关系,识别运动动作语义.后者将手腕部关节点绘图动作轨迹生成为草图图像,使用AlexNet进行识别分类,解析为对应的绘制动作语义.该模型在边缘端设备的分类准确率为98.83%.采用基于Unity设计的草图游戏应用作为可视化交互界面,实现在虚拟场景中的运动交互.该系统使用实时视频感知交互方式实现居家运动健身,无需其他的外部设备,具有更强的参与度和趣味性.     

基于人体关节点多特征融合的暴力行为识别

针对目前视频中暴力行为识别算法识别准确率不高的问题,提出一种基于人体关节点多特征融合的暴力行为识别方法。使用YOLO-Pose算法实现人体检测与姿态估计,获取人体关节点位置信息,基于人体结构提取关节点的距离特征和形状特征,基于运动特性提取关节点的动态特征和姿态特征,将所有特征信息进行融合,构建Bi-LSTM行为识别模型实现暴力行为识别分类,并设计行为识别结果稳定器,解决识别过程中因随机干扰导致的行为误判问题。在公开暴力行为数据集Violent-Flows与自制暴力行为数据集Vio-B上验证提出方法的有效性,实验表明,在Violent-Flows数据集与Vio-B数据集上本方法准确率分别达到97.9%与98.5%,高于现有方法。     

基于轻量级图卷积的人体骨架动作识别方法

视频中的人体动作识别在计算机视觉领域得到广泛关注,基于人体骨架的动作识别方法可以明确地表现人体动作,因此已逐渐成为该领域的重要研究方向之一。针对多数主流人体动作识别方法网络参数量大、计算复杂度高等问题,设计一种融合多流数据的轻量级图卷积网络,并将其应用于人体骨架动作识别任务。在数据预处理阶段,利用多流数据融合方法对4种特征数据流进行融合,通过一次训练就可得到最优结果,从而降低网络参数量。设计基于图卷积网络的非局部网络模块,以捕获图像的全局信息从而提高动作识别准确率。在此基础上,设计空间Ghost图卷积模块和时间Ghost图卷积模块,从网络结构上进一步降低网络参数量。在动作识别数据集NTU60 RGB+D和NTU120 RGB+D上进行实验,结果表明,与近年主流动作识别方法ST-GCN、2s AS-GCN、2s AGCN等相比,基于该轻量级图卷积网络的人体骨架动作识别方法在保持较低网络参数量的情况下能够取得较高的识别准确率。     

面向时空特征融合的GSTIN动作识别网络

视频动作识别是计算机视觉领域一个十分具有挑战性的课题,主要任务是利用深度学习等视频智能分析技术识别的深层信息推导出视频人体行为动作.通过结合双流卷积神经网络和三维卷积神经网络的结构特点,提出了一种面向时空特征融合的GSTIN(GoogLeNet based on spatio-temporal intergration network).GSTIN中设计了时空特征融合模块InBST(inception blend spatio-temporal feature),提升网络对空间特征与时间特征的利用能力;在时空特征融合模块InBST基础上,构建了适合动作识别的多流网络结构.GSTIN在动作识别数据集UCF101、HMDB51上识别精度分别达到了93.8％和70.6％,这表明GSTIN与其他动作识别网络相比具有较好的识别性能.     

基于共形几何代数的三维人体骨架运动序列

为了解决虚拟试衣中人体模型可以动态展示服装效果的问题,提出三维人体骨架动态建模。在基于三维人体模型的骨架自动提取的基础上,采用共形几何代数方法描述人体关节点的运动并通过相邻关节点的位置变化表达不同的人体动作。用关键帧插值法实现人体姿态的序列动作,选择螺旋运动算子实现了基于2D视频图像的3D人体骨架姿态的参数估计,建立了骨架运动模型。三维人体骨架模拟视频动作证实了该方法的高效性。     

改进2D CNN时空特征提取的动作识别研究

基于深度学习的视频动作识别方法处理时间信息的方式主要有两种,一是利用光流表示相邻帧之间的运动信息,但其无法有效建模长程时间特征,二是利用3D卷积对时空信号进行混合建模,但其引入了大量的参数,导致内存消耗和计算量剧增.针对上述问题,本文提出了一种改进2D CNN时空特征提取的动作识别方法,在2D CNN中嵌入时空门控和动作注意力聚合(Spatial-temporal Gate and Motion Attention-aggregation, SGMA)模块增强其时空特征提取能力.SGMA包含时空动态门控和动作注意力聚合两个子模块,时空动态门控能够可视化各通道特征的运动比例因子并依此逐通道分离运动强相关特征和运动弱相关特征,动作注意力聚合利用运动强相关特征构建金字塔结构来提取不同时间跨度的运动特征,并使用注意力机制自适应聚合各时间跨度特征实现长程时间建模,运动弱相关特征经过2D卷积提取空间特征后融合动作注意力聚合模块的输出最终获得强有力的时空特征表达.在相同帧采样策略下,本文方法在Something-SomethingV1&V2验证集上的Top1准确度比基准TSM分别提高了4.4...     

低层次和高层次特征相结合的人体动作识别

为了准确提取人体动作特征,提出了一种新的基于二维Gabor滤波器的时空兴趣点检测器,该检测器对遮挡,光照变化以及镜头缩放等具有较强的鲁棒性。基于80面体模型在一定大小的时空邻域内提取精细的时空梯度信息进一步刻画人体动作在时空上的视觉特征。采用最大似然估计得到对每段动作视频的权重直方图估计,使算法更有效率且权重直方图描述特征更具区分度。将低层次的权重直方图特征和高层次的动作语义属性融合,采用隐支持向量机求解最终动作识别模型的局部最优解。在几种典型的数据库上对算法进行了验证,与现有方法相比较,识别率有了较大的提高。     

基于时空增强式交互网络的组合动作识别

组合动作识别是计算机视觉领域一个新的挑战,它旨在识别未见过的动作与物体的组合。传统的动作识别模型往往会在物体外观与动作类别之间建立联系,引入错误的偏置,在面对未见过的动作与物体的组合时性能急剧恶化。现有解决方法是忽视外观信息,以物体的坐标和身份等信息作为输入,建立以物体为中心的模型。受此启发,提出了时空增强式交互模型。首先在基础网络的不同深度提取并聚合多级别物体特征;然后构建物体分支,使用时空增强模块和物体交互模块分别对物体特征进行增强以及建模物体的移动和交互模式;最终将该分支的输出与基础网络的输出融合用于动作分类,使模型兼顾外观信息和物体交互信息。在多个数据集上的广泛实验证明了所提模型的有效性。     

融合时空图卷积的多人交互行为识别

目的 多人交互行为的识别在现实生活中有着广泛应用。现有的关于人类活动分析的研究主要集中在对单人简单行为的视频片段进行分类,而对于理解具有多人之间关系的复杂人类活动的问题还没有得到充分的解决。方法 针对多人交互动作中两人肢体行为的特点,本文提出基于骨架的时空建模方法,将时空建模特征输入到广义图卷积中进行特征学习,通过谱图卷积的高阶快速切比雪夫多项式进行逼近。同时对骨架之间的交互信息进行设计,通过捕获这种额外的交互信息增加动作识别的准确性。为增强时域信息的提取,创新性地将切片循环神经网络（recurrent neural network,RNN）应用于视频动作识别,以捕获整个动作序列依赖性信息。结果 本文在UT-Interaction数据集和SBU数据集上对本文算法进行评估,在UT-Interaction数据集中,与H-LSTCM（hierarchical long short-term concurrent memory）等算法进行了比较,相较于次好算法提高了0.7%,在SBU数据集中,相较于GCNConv（semi-supervised classification with graph convolutional networks）、RotClips+MTCNN（rotating cliips+multi-task convolutional neural netowrk）、SGC（simplifying graph convolutional）等算法分别提升了5.2%、1.03%、1.2%。同时也在SBU数据集中进行了融合实验,分别验证了不同连接与切片RNN的有效性。结论 本文提出的融合时空图卷积的交互识别方法,对于交互类动作的识别具有较高的准确率,普遍适用于对象之间产生互动的行为识别。     

结合多注意力机制与时空图卷积网络的人体动作识别方法

人体动作识别因其难以结合时空域信息成为计算机视觉方向中一项具有挑战性的任务.提出一个多注意力时空图卷积网络,其核心思想是根据时间序列信息和人体骨架的自然连接构建一个连通图,然后利用具有多注意力机制的时空图卷积网络自动地学习空间和时间特征并且优化该连通图,最后实现对人体动作的预测.引入图注意力模块,模型构建的图的拓扑结构在初始化后会随着网络训练的过程进行优化,最终得到更适合表达人体动作的拓扑结构.此外,加入通道注意力模块,使网络能够更加注意相对重要的通道信息,从而提取更有效描述动作的特征.在公认的大型数据集NTU-RGBD和Kinetics上进行了大量的实验,结果表明该方法具有更高的识别准确率.     

基于MEMS 传感器和Unity3D 的人体运动捕获系统

随着人机交互技术的发展,人与计算机之间自然、多模态交互将成为人与计算机 之间交互的主要方式,而这首先需要计算机可以正确地理解和捕捉人的行为特征,运动捕获技 术正是在这种背景下提出来。通过运动捕获技术,计算机可以理解人体动作,用户就可以通过 体态、方位、手势和表情等模态向计算机发出指令、传达信息等,因此运动捕获是新一代人机 交互中的关键技术之一。目前基于MEMS 惯性传感器的动作捕获研究主要针对动漫和电影制 作,价格昂贵;随着传感器的集成度变高,价格逐渐降低带来了新的系统设计需求。在原有动 作捕获技术基础上,设计并实现一种普适性更好的人体动作捕获系统原型,原型系统实现了基 于惯性传感节点的人体运动信息的采集与融合、节点与汇聚节点的数据传输、虚拟人体模型实 时动作呈现程序;实现了从数据测量到采集,再到模拟呈现的全过程。     

融合显著性图像语义特征的人体相似动作识别

目的 基于骨骼的动作识别技术由于在光照变化、动态视角和复杂背景等情况下具有更强的鲁棒性而成为研究热点。利用骨骼/关节数据识别人体相似动作时,因动作间关节特征差异小,且缺少其他图像语义信息,易导致识别混乱。针对该问题,提出一种基于显著性图像特征强化的中心连接图卷积网络（saliency image feature enhancement based center-connected graph convolutional network,SIFE-CGCN）模型。方法 首先,设计一种骨架中心连接拓扑结构,建立所有关节点到骨架中心的连接,以捕获相似动作中关节运动的细微差异;其次,利用高斯混合背景建模算法将每一帧图像与实时更新的背景模型对比,分割出动态图像区域并消除背景干扰作为显著性图像,通过预训练的VGG-Net(Visual Geometry Group network)提取特征图,并进行动作语义特征匹配分类;最后,设计一种融合算法利用分类结果对中心连接图卷积网络的识别结果强化修正,提高对相似动作的识别能力。此外,提出了一种基于骨架的动作相似度的计算方法,并建立一个相似动作数据集。结果 ...     

基于时空特征融合的交通警察手势识别

近年来,随着人体姿态估计技术的发展,基于骨架关键点的手势识别技术应运而生。提出了一个GCPMAGRU模型进行交通警察手势识别。为了更准确地定位人体关键点,对卷积姿态机（CPM）进行改进。在特征提取模块中加入残差思想、通道拆分和通道重组,设计后的特征提取模块更好提取图片特征;在CPM第一阶段加入并行多分支Inception4d结构,使CPM网络具有多尺度特征融合思想,有效改进对人体关键点定位的问题;提出基于注意力机制的GRU,通过为每帧分配不同权重来达到对每帧不同程度的关注,从而更好获取时间信息;结合时空特征信息进行交通警察手势识别。交通警察手势识别的准确度达到了93.7%,相比网络改进之前提高了2.95个百分点。     

基于人体骨架特征编码的健身动作识别方法

健身动作识别是智能健身系统的核心环节。为了提高健身动作识别算法的精度和速度,并减少健身动作中人体整体位移对识别结果的影响,提出了一种基于人体骨架特征编码的健身动作识别方法。该方法包括三个步骤：首先,构建精简的人体骨架模型,并利用人体姿态估计技术提取骨架模型中各关节点的坐标信息;其次,利用人体中心投影法提取动作特征区域以消除人体整体位移对动作识别的影响;最后,将特征区域编码作为特征向量并输入多分类器进行动作识别,同时通过优化特征向量长度使识别率和速度达到最优。实验结果表明,本方法在包含28种动作的自建健身数据集上的动作识别率为97.24%,证明该方法能够有效识别各类健身动作;在公开的KTH和Weizmann数据集上,所提方法的动作识别率分别为91.67%和90%,优于其他同类型方法。     

基于改进时空图卷积神经网络的钻杆计数方法

针对现有钻杆计数方法存在劳动重复、计数误差较大、未考虑动作的时序信息等问题,提出了一种基于改进时空图卷积神经网络（MST-GCN）模型的钻杆计数方法。首先,通过矿用监控摄像头获取井下打钻视频数据,采用Alphapose算法在图像序列中提取人体的关键点信息,得到单帧图像上的人体骨架和连续图像序列上的骨架序列数据,进而构建表征人体动作的骨架序列;然后,在时空图卷积神经网络（ST-GCN）模型的基础上设计了MST-GCN模型,采用远空间分区策略关注骨架上距离较远的关键点运动信息,通过注意力机制网络SENet融合原空间特征与远空间特征,从而有效识别骨架序列上的动作类别;最后,在打钻视频上利用支持向量机辨识打钻姿势来决定是否保存骨架序列,若骨架序列长度保存到150帧则使用MST-GCN模型识别动作类别,并根据实际打钻时间设置相邻动作的识别间隔,从而记录动作数量,实现钻杆计数。实验结果表明：在自建的数据集上,MST-GCN模型的识别准确率为91.1%,比ST-GCN、Alphapose-LSTM和NST-GCN动作识别模型的准确率分别提升了6.2%,19.0%和4.8%,模型的损失值收敛在0.2以...