基于稀疏编码局部时空描述子的动作识别方法

针对已有动作识别算法训练速度慢且识别精度不高等问题,提出了基于稀疏编码局部时空描述子的动作识别方法。该方法首先对深度图像进行法线提取,同时应用基于运动能量的自适应时空金字塔对动作帧分块;然后局部聚集法线,得到显著性局部时空描述子;对局部时空描述子进行稀疏编码得到一组字典向量来重构样本数据;最后利用简化粒子群（sPSO）优化SVM分类器找到最适合样本数据的分类模型。实验在MSRAction3D和MSRGesture3D公开数据集上达到了93.80%和95.83%的识别率,且训练速度较传统方法有明显提升,证明了该方法的有效性和鲁棒性。     

基于手语视觉单词特征的手语字母识别研究

为有效识别手语字母,提出一种手语视觉单词(SLVW)的识别方法。采用Kinect获取手语字母视频及其深度信息,在深度图像中,通过计算获得手语手势的主轴方向角和质心位置以调整搜索窗口,利用基于深度图像信息的DI_CamShift方法对手势进行跟踪,进而使用基于深度积分图像的Ostu方法分割手势,并提取其尺度不变特征变换数据。将局部特征描述子表示的图像小区域量化生成SLVW,统计一幅手语图像中的视觉单词频率,用词包模型表示手语字母,并用支持向量机进行识别。实验结果表明,该方法不受颜色、光照和阴影的干扰,具有较高的识别准确性和鲁棒性,对复杂背景手语视频中的30个手语字母的平均识别率达到96.21%。     

多特征和SVM相融合的三维物体识别方法

研究三维物体识别问题,摄像机从不同角度拍摄三维物体,获取的三维物体图像变化比较大,传统方法采用单一特征或简单多特征难以正确描述三维物体,导致三维物体识别的准确率较低.为了提高三维物体识别准确率,提出一种多特征和支持向量机相融合的三维物体识别方法.首先分别提取三维物体的颜色特征、纹理特征和不变矩特征,然后采用主成分分析消除各特征间的冗余信息,最后采用支持向量机建立三维物体识别模型.采用三维物体图像数据库COIL-100进行测试实验,结果表明,相对于传统识别方法,改进方法不仅提高了三维物体识别准确率,同时加快识别速度,为三维物体识别提供了一种新的识别方法.     

基于张量分解融合RGB-D图像的物体识别

为了充分利用RGB-D图像的深度图像信息，提出了基于张量分解的物体识别方法。首先将RGB-D图像构造成一个四阶张量，然后将该四阶张量分解为一个核心张量和四个因子矩阵，再利用相应的因子矩阵将原张量进行投影，获得融合后的RGB-D数据，最后输入到卷积神经网络中进行识别。RGB-D数据集中三组相似物体的识别结果表明，利用张量分解融合RGB-D图像的物体识别准确率高于未采用张量分解的物体识别准确率，并且单一错分实例的准确率最高可提升99%。     

三维动作识别时空特征提取方法

针对传统的彩色视频中动作识别算法成本高,且二维信息不足导致动作识别效果不佳的问题,提出一种新的基于三维深度图像序列的动作识别方法。该算法在时间维度上提出了时间深度模型(TDM)来描述动作。在三个正交的笛卡尔平面上,将深度图像序列分成几个子动作,对所有子动作作帧间差分并累积能量,形成深度运动图来描述动作的动态特征。在空间维度上,用空间金字塔方向梯度直方图(SPHOG)对时间深度模型进行编码得到了最终的描述符。最后用支持向量机(SVM)进行动作的分类。在两个权威数据库MSR Action3D和MSRGesture3D上进行实验验证,该方法识别率分别达到了94.90%(交叉测试组)和94.86%。实验结果表明,该方法能够快速对深度图像序列进行计算并取得较高的识别率,并基本满足深度视频序列的实时性要求。     

面向人机交互的手势识别系统设计

在人机交互领域(Human-Computer Interaction,HCI)中,基于视觉的手势识别因其直观、高效的特点拥有广阔的应用前景。为了改善传统手势识别算法识别率低、鲁棒性差的缺点,基于OpenCV和Keras深度学习框架提出一种简单、快速的手势识别方法作为人机交互的接口。手势图像经过3个处理阶段:预处理、特征提取和分类。对输入图像进行预处理,使用YCbCr肤色模型提取出手部肤色区域,将其转化为灰度图像。使用卷积神经网络对手势图像进行特征提取和分类。实验结果表明:提出的手势识别方法识别率很高,达到99.43%,且具有较好的鲁棒性。与传统的人工选取特征相比,卷积神经网络能够有效地进行特征学习。     

基于GLCM和Gabor纹理特征的手势识别算法

针对手势灰度图像的纹理特征富含手势类别信息的特点,提出一种基于融合GLCM(灰度共生矩阵)和Gabor小波变换提取手势图像空、频域纹理特征的手势识别方法。构建手势灰度图像的多方向共生矩阵,并计算多方向共生矩阵的特征参数来提取手势纹理的GLCM特征;通过手势灰度图像的Gabor小波变换来提取手势纹理的Gabor特征;对所提取的两种特征进行归一化处理后串联构建手势纹理特征向量;使用基于稀疏自动编码器和softmax分类器的深度堆栈自编码网络对构建的手势纹理特征向量进行分类识别。实验表明:该方法具有较高的识别率和较好的鲁棒性,对15种手势的平均识别率达到97.4%,能够满足人机交互对手势识别的要求。     

基于傅立叶描述子和HMM的手势识别

针对家庭服务机器人平台中人机交互的问题,提出基于视觉的手势识别作为人与机器人交互的方式,研究利用傅立叶描述子对手势形状进行描述,并结合支持向量机和隐马尔可夫模型分别对静态手势和动态手势进行分类,实现了静态手势和动态手势的识别。该系统基于新型传感器Kinect,在图像分割阶段结合图像深度信息,可以有效的将手势区域提取出来,在一定范围内具有较强的鲁棒性,特征提取阶段基于傅立叶描述子,使手势识别具有旋转、缩放、平移不变性。针对七种常见静态手势和四种动态手势进行测试,平均识别率分别达到98.8%和96.7%,实验结果表明该系统具有较高的准确度。     

一种基于目标优化学习的车标识别方法

摘 要：近年来,车标识别因其在智能交通系统中的重要作用,受到研究者的广泛关注。 传统的车标识别算法多基于手工描述子,需要丰富的先验知识,且难以适应复杂多变的现实应 用场景。相比手工描述子,特征学习方法在解决复杂场景的计算机视觉问题时具有更优性能。 因此,提出一种基于目标优化学习的车标识别方法,基于从原图像中提取的像素梯度差矩阵, 通过目标优化,自主学习特征参数。然后将像素梯度差矩阵映射为紧凑的二值矩阵,通过特征 码本的方式对特征信息进行编码,生成鲁棒的特征向量。基于公开车标数据集 HFUT-VL1 和 XMU 进行实验,并与其他车标识别方法进行比较。实验结果表明,与基于传统特征描述子的 方法相比,该算法识别率更高,与基于深度学习的方法相比,训练和测试时间更少。     

多尺度卷积递归神经网络的RGB-D物体识别

摘 要: 为充分利用RGB-D图像提供的潜在特征信息,提出了多尺度卷积递归神经网络算法（Multi-scale Convolutional-Recursive Neural Networks,Ms-CRNN）。该算法对RGB-D图像的RGB图、灰度图、深度图及3D曲面法线图进行不同尺度分块形成多个通道,每个通道与相应尺寸的滤波器卷积,提取的特征图经局部对比度标准化和下采样后作为递归神经网络（Recursive Neural Networks ,RNN）层的输入以得到更加抽象的高层特征。融合后的多尺度特征,由SVM分类器进行分类。基于RGB-D数据集的仿真实验结果表明,综合利用RGB-D图像的多尺度特征,提出的Ms-CRNN算法在物体识别率上达到88.2%,和先前方法相比有了较大的提高。     

基于RGB-D融合特征的图像分类

当前经典的图像分类算法大多是基于RGB图像或灰度图像,并没有很好地利用物体或场景的深度信息,针对这个问题,提出了一种基于RGB-D融合特征的图像分类方法。首先,分别提取RGB图像dense SIFT局部特征与深度图Gist全局特征,然后将得到的两种图像特征进行特征融合;其次,使用改进K-means算法对融合特征建立视觉词典,克服了传统K-means算法过度依赖初始点选择的问题,并在图像表示阶段引入LLC稀疏编码对融合特征与其对应的视觉词典进行稀疏编码;最后,利用线性SVM进行图像分类。实验结果表明,所提出的算法能有效地提高图像分类的精度。     

RGB-D图像中的分步超像素聚合和多模态融合目标检测

目的 受光照变化、拍摄角度、物体数量和物体尺寸等因素的影响,室内场景下多目标检测容易出现准确性和实时性较低的问题。为解决此类问题,本文基于物体的彩色和深度图像组,提出了分步超像素聚合和多模态信息融合的目标识别检测方法。方法 在似物性采样（object proposal）阶段,依据人眼对显著性物体观察时先注意其色彩后判断其空间深度信息的理论,首先对图像进行超像素分割,然后结合颜色信息和深度信息对分割后的像素块分步进行多阈值尺度自适应超像素聚合,得到具有颜色和空间一致性的似物性区域;在物体识别阶段,为实现物体不同信息的充分表达,利用多核学习方法融合所提取的物体颜色、纹理、轮廓、深度多模态特征,将特征融合核输入支持向量机多分类机制中进行学习和分类检测。结果 实验在基于华盛顿大学标准RGB-D数据集和真实场景集上将本文方法与当前主流算法进行对比,得出本文方法整体的检测精度较当前主流算法提升4.7%,运行时间有了大幅度提升。其中分步超像素聚合方法在物体定位性能上优于当前主流似物性采样方法,并且在相同召回率下采样窗口数量约为其他算法的1/4;多信息融合在目标识别阶段优于单个特征和简单的颜色、深度特征融合方法。结论 结果表明在基于多特征的目标检测过程中本文方法能够有效利用物体彩色和深度信息进行目标定位和识别,对提高物体检测精度和检测效率具有重要作用。     

鲁棒主元分析在掌纹识别中的应用

为了对存在异常值的图像构建低维线性子空间的描述,提出用鲁棒主元分析(RPCA)的新方法进行掌纹识别。运用图像下抽样方法降低掌纹空间的维数,在低维图像上应用RPCA提取低维的投影向量,然后将训练图像和待识别图像向投影向量上投影得到鲁棒主元特征,计算特征向量间的余弦距离进行掌纹匹配。运用PolyU掌纹图像库进行测试,结果表明,与主元分析(PCA)、独立元分析(ICA)和核主元分析(KPCA)相比,RPCA算法的识别率最高为99%,特征提取和匹配总时间0.032 s,满足了实时系统的要求。     

Local Kernel Feature Analysis (LKFA) for object recognition

This paper proposes a new Local Kernel Feature Analysis (LKFA) method for object recognition. LKFA captures the nonlinear local relationship in an image via kernel functions. Different from traditional kernel methods for object recognition, the proposed method does not need to reserve the training samples. LKFA is designed to extract the eigenvalue features from the Hermite matrix of a local feature representation, which we have theoretically proven its robustness to noise and perturbations. Experiment results on palmprint and face recognitions demonstrated the effectiveness of the proposed LKFA that significantly improved the performance of the local feature based object recognition method.     

特征融合与S-D概率矫正的RGB-D显著检测

目的 许多先前的显著目标检测工作都是集中在2D的图像上,并不能适用于RGB-D图像的显著性检测。本文同时提取颜色特征以及深度特征,提出了一种基于特征融合和S-D概率矫正的RGB-D显著性检测方法,使得颜色特征和深度特征相互补充。方法 首先,以RGB图像的4个边界为背景询问节点,使用特征融合的Manifold Ranking输出RGB图像的显著图;其次,依据RGB图像的显著图和深度特征计算S-D矫正概率;再次,计算深度图的显著图并依据S-D矫正概率对该显著图进行S-D概率矫正;最后,对矫正后的显著图提取前景询问节点再次使用特征融合的Manifold Ranking方法进行显著优化,得到最终的显著图。结果 利用本文RGB-D显著性检测方法对RGBD数据集上的1 000幅图像进行了显著性检测,并与6种不同的方法进行对比,本文方法的显著性检测结果更接近人工标定结果。Precision-Recall曲线（PR曲线）显示在相同召回率下本文方法的准确率较其中5种方法高,且处理单幅图像的时间为2.150 s,与其他算法相比也有一定优势。结论 本文方法能较准确地对RGB-D图像进行显著性检测。     

基于自适应核边际费希尔分析的人脸识别算法

为解决人脸识别中的维数灾难问题,提出一种基于自适应核边际费希尔分析的人脸识别算法。在考虑图像流形结构的基础上给出与图像数据相关的自适应核函数,采用核边际费希尔分析对高维人脸图像进行非线性降维,利用最小二乘支持向量机在降维后的低维特征空间中进行分类识别。实验结果表明,该算法的识别性能优于其他常用的人脸识别算法。     

Human activity recognition using multi-features and multiple kernel learning

This paper presents two sets of features, shape representation and kinematic structure, for human activity recognition using a sequence of RGB-D images. The shape features are extracted using the depth information in the frequency domain via spherical harmonics representation. The other features include the motion of the 3D joint positions (i.e. the end points of the distal limb segments) in the human body. Both sets of features are fused using the Multiple Kernel Learning (MKL) technique at the kernel level for human activity recognition. Our experiments on three publicly available datasets demonstrate that the proposed features are robust for human activity recognition and particularly when there are similarities among the actions.     

Depth-assisted rectification for real-time object detection and pose estimation

RGB-D sensors have become in recent years a product of easy access to general users. They provide both a color image and a depth image of the scene and, besides being used for object modeling, they can also offer important cues for object detection and tracking in real time. In this context, the work presented in this paper investigates the use of consumer RGB-D sensors for object detection and pose estimation from natural features. Two methods based on depth-assisted rectification are proposed, which transform features extracted from the color image to a canonical view using depth data in order to obtain a representation invariant to rotation, scale and perspective distortions. While one method is suitable for textured objects, either planar or non-planar, the other method focuses on texture-less planar objects. Qualitative and quantitative evaluations of the proposed methods are performed, showing that they can obtain better results than some existing methods for object detection and pose estimation, especially when dealing with oblique poses.