基于深度学习的人体行为识别技术研究

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kobeantoni198774
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,人体行为识别技术广泛应用于视频监控、智能医疗教育、无人驾驶、日常行为分析等方面,在安防领域扮演着举足轻重的角色。军事上,行为识别技术已应用于军事化研究基地、国防边境、哨所等戒备森严的军事重地,通过检测区域内可疑行为,为环境感知及决策者远程决策做出贡献。
  尽管基于深度学习的人体行为识别技术已取得了很多成果,但仍存在基于RGB视频的模型严重依赖物体和场景、行为特征表达不够合理等问题。针对上述问题,本文利用人体骨架的自然连接关系,构建基于时间-空间图卷积网络的行为识别模型,实现入侵检测、奔跑、投掷及徘徊等人体行为识别。本文主要研究内容包括以下几点:
  (1)利用多人姿态估计方法提取人体骨架信息
  本文利用自顶向下框架的多人姿态估计方法,提取视频中人体骨架信息。针对遮挡、场景变化时人体关节点检测精度有待提高的问题,本文基于残差网络结构与多个瓶颈结构设计,在困难关节点检测过程中加入更多上下文语义信息,并利用在线难例挖掘算法改善网络对困难样本的关注度,从而提高困难关节点的检测精度。针对人体目标检测框定位不准确、模型实时性有待提高等问题,本文基于对称空间变换网络加入了闭环结构用来反馈误差信息,改善网络提取人体提议框的能力,并在单阶段目标检测网络中加入深度可分离卷积,提高模型运行速度。
  (2)利用多人姿态跟踪方法绘制目标运动轨迹曲线
  本文利用自上而下框架的多人姿态跟踪方法,完成在线多人姿态跟踪,以跟踪准确率最高的人体关节点作为人体ID,绘制运动轨迹曲线。并利用轨迹长度、轨迹方向角及运动速度等特征,建立徘徊、逗留等行为识别模型。针对在线姿态跟踪速度慢、易出现漏检、姿态估计错误等的问题,本文基于ORB算法计算帧间姿态距离,有效提高了特征点检测与匹配速度,并融入交叉帧检测实例共享时间信息解决上述问题。
  (3)利用时间-空间图卷积网络构建人体行为识别模型
  本文基于人体骨架数据,构建基于时间-空间图卷积网络的行为识别模型。针对非欧几里得数据无法使用传统卷积方式操作的问题,利用图论相关理论,构建姿态拓扑图,基于空间域的方法将图结构数据转换为邻接矩阵完成卷积操作,提取人体姿态空间特征,并利用时间卷积网络提取人体姿态时间特征。针对人体关节点在动作产生过程中的注意力权重值不同,建立了时间-空间注意力模型,提高行为识别准确率。
  本文人体行为识别技术研究中针对上述几个重要问题,给出了相应的解决方案,同时在各个数据集上对本文设计模型进行了测试及实验分析。结果表明,本文模型在对应数据集中达到了较高准确率,算法的有效性得到了验证。
其他文献
由于机械臂可代替人工生产流水线作业从而提高工作效率的特点在工业生产中被广泛使用,但如今机械臂大多按设定好的方法执行目标抓取任务,在工作完成度以及执行效率方面仍有待提高。因此,本文将提出基于ROS机器人操作系统的机械臂视觉伺服运动控制的方法,从而加强机械臂工作的的准确率与智能化。  ROS机器人操作系统的灵活性与便捷性将为本文工作提供良好的实验环境,因此将选用ROS作为本文仿真实验平台,在ROS中进
学位
永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)是一种大范围应用在机械制造、医学辅助诊断等有高性能要求的三相交流电机。它占用体积小,运行功率密度高,对恶劣环境下稳定工作具有较强的鲁棒性。本文根据电机驱动电路的运行特点,对于多种类型电流传感器故障,采用基于搭建模型的传感器故障诊断方法,并在此基础上利用基于节点电流定律和搭建二阶滑模观测器两种方法分别对单相
随着社会经济的高速发展,水资源愈加凸显其战略资源地位,但近年来水源地水质环境不容乐观,水环境污染问题日益严重。因此,加强水源地水质的综合管理,精确预测水质变化趋势与科学评价水环境等级,能够为社会经济的可持续发展提供重要的保障。本文以水源地水质指标数据为研究对象,根据上海市主要水源地金泽水库的水质数据特性,从对水质数据短期内精确预测与快速预测两方面入手,着力研究与改善短期水质预测模型的精确性、快速性
学位
供水系统是城市基础设施的重要组成部分。城市供水系统的短期需水量预测可以保证供水管网的用水量,以提高供水系统管理和供水服务质量。同时城市供水系统供水水源地水质预测也至关重要,建立准确有效的水质预测模型可以准确判定水体污染程度及未来发展趋势,为制定水环境保护政策和具体措施提供可靠依据。本文针对城市需水量与水质(以上海市为例)预测展开了深入研究,以模型驱动预测为基础,通过数据预处理,对预测模型进行设计、
学位
低成本四旋翼无人机由于其价格低廉、体积小、机动灵活等特点,在敌情侦查、航拍、巡检等方面有着非常广泛的应用。但低成本四旋翼无人机受价格、自身负载和电池容量的限制,通常搭载低成本MEMS传感器进行航姿的测量,由于MEMS传感器测量原理和制造工艺的限制,其检测精度有限,使用单个MEMS传感器检测四旋翼无人机姿态时,其检测结果不能满足四旋翼航姿检测精度的要求,需要多个传感器进行组合测量,因此需要对低成本四
路径规划作为移动机器人实现自主化和智能化的关键之一,成为当前火热的研究子领域。本课题针对高稠密这种特殊与复杂的移动机器人路径规划进行了深入的研究,主要从全局规划和局部规划两个层面出发,并通过双层路径规划策略使两者协调统一,实现了移动机器人高效率的全局路径规划和高可靠性的局部路径规划。最终以仿真平台MATLAB完成了优化算法的仿真验证,以Turtlebot2机器人进行了双层路径规划算法的实验验证。本
在现代智能化作战的大背景下,战场的信息感知能力对决定战争的胜负起着关键的作用。现有的侦察手段以人为主,深入敌方侦察对我方人员的生命会产生极大的威胁,所以在电子设备上采用智能的目标识别算法显得尤为必要。传统目标识别方法在陆战场环境中存在着识别准确不高,实时性不佳的问题。深度学习作为一种新兴的技术具有很强的鲁棒性,相比于传统模式识别方法,在对目标检测的特征提取方面可以有效减少由于背景环境复杂、目标快速
学位
近年来,新的战争背景对大口径火炮的稳定性提出了更高要求,自动装填系统在提高单位时间火力密度的同时,复杂的机械结构和高使用率也使其成为火炮故障频发的子系统之一,其中链轮作为弹仓内部的重要部件,对于弹药运输及装填过程具有重要作用,极端恶劣的实战环境造成链轮组件的故障率居高不下,直接影响到火炮的性能,因此对火炮弹仓链轮故障诊断系统的研究具有重要意义。  本文针对弹仓链轮的各类故障,研制一套弹仓链轮故障诊
近些年来,随着分数阶微积分理论的飞速发展,以及在实际的物理系统中越来越多的应用,分数阶系统的相关研究也成为了一个较为热门的方向。分数阶微积分作为整数阶微积分的推广,对一些复杂系统可以有更简洁的描述,并且分数阶微积分的引入可以增加控制器设计的自由度,改善控制品质。然而,在系统实际运行过程中,环境的变化、系统器件的磨损等原因会使得所建系统模型不再精确,也可能降低系统的可控性甚至导致系统处于不稳定状态。
火工品是内部装有火药的一次性使用装置,当其受到外界刺激时,会引发内部火药发生燃烧或者爆炸,从而输出能量完成起爆工作。作为先进军事武器系统的第一能源产品,火工品的安全性、可靠性和先进性与武器弹药系统的安全性、可靠性和先进性紧密相接。火工品性能由火工品参数进行表征,针对火工品参数对外界环境敏感,导致对于参数的获取及测量准确性变差这一问题,本文采用Volterra模型与在线参数辨识算法相结合的思想对火工
学位