融合运动特征和深度学习的跌倒检测算法

为了利用计算机视觉技术准确检测老年人的跌倒状况,针对现有跌倒检测算法中人为设计特征造成的不完备性以及跌倒检测过程中前后景分离困难、目标混淆、运动目标丢失、跌倒检测准确率低等问题,提出了一种融合人体运动信息的深度学习跌倒检测算法对人体跌倒状态进行检测。首先,通过改进YOLOv3网络进行前景与背景的分离,并根据YOLOv3网络的检测结果对前景人体目标进行最小外接矩形标记;其次,分析人体跌倒过程中的运动特征,将人体运动特征向量化并通过Sigmoid激活函数转化为0到1之间的运动权重信息;最后,通过全连接层将将运动特征与卷积神经网络（CNN）提取的特征进行拼接和融合从而实现人体跌倒分类判别。将所提跌倒检测算法与背景差分、高斯混合、VIBE、方向梯度直方图（HOG）等人体目标检测算法及阈值法、分级法、支持向量机（SVM）分类和CNN分类等人体跌倒判断方案进行了对比实验,并将所提跌倒检测算法在不同光照条件下和混合日常噪声运动干扰下进行了实验,结果表明所提算法在环境适应性和跌倒检测准确率上都优于传统的人体跌倒检测方法。该算法能有效检测出视频中的人体并对人体跌倒状态进行准确检测,进一步验证了融合运动信息的深度学习识别方法在视频跌倒行为分析上的可行性与高效性。     

结合CNN和WiFi指纹库的室内定位算法

为了提高基于WiFi的室内定位的精度和降低计算时间, 本文提出一种卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)结合传统指纹库的室内定位算法. 该算法基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)数据, 首先利用卷积神经网络模型, 根据实时输入数据预判出待测点的初步位置. 在保证了大范围预测的位置大概率正确的前提下, 再结合传统指纹库中的指纹点, 确定出精确度更高的最终预测位置. 实验结果表明, 在时效性达到要求的前提下, 累计误差在1 m以内的定位精度约有65%, 累计误差在1.5 m以内的定位精度约有85%, 且误差较为稳定.     

基于深度学习的运动目标交接算法

针对多摄像机非重叠视域下存在的运动目标不连续性和不确定性的问题, 提出一种基于深度学习的运动行人目标的交接算法. 首先基于深度卷积神经网络构建人脸特征提取模型, 对人脸特征提取模型进行训练, 获得精确的人脸特征. 然后比较两种常用的相似度度量方法, 选择其中一种更适合的相似度度量方法, 以完成最优的人脸匹配过程, 提高人脸匹配的准确率. 最后通过对不同摄像机下的人脸进行特征匹配找到最匹配的人脸, 实现运动目标的交接. 实验表明, 深度神经网络可以减少运动目标丢失的概率, 准确地提取到运动目标的人脸特征, 有效完成多摄像机下运动目标的交接跟踪任务.     

基于改进MDNet的视频目标跟踪算法

目标跟踪算法面对的突出问题之一是正负样本不均衡, 正样本极度相似. 针对跟踪更新过程中正样本不丰富的问题, 本文基于多域卷积神经网络(MDNet)算法, 提出了一种改进MDNet的视频目标跟踪算法, 首先改进原算法中候选框的选取策略, 提出了一种基于候选框置信度与坐标方差阈值判断相结合的模型更新方法, 其次将原算法的交叉熵损失函数改进为效果更好的focal loss损失函数. 实验结果表明在相同实验环境下本文算法相较于MDNet算法在跟踪准确率和成功率上均有明显提高.