基于小波描述子和人体骨架模型的多视角融合步态识别

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1、天津大学硕士学位论文第一章绪论在当代高度信息化的社会中，一些对安全要求敏感的场合(如银行、机场、停车场等)对自动监控的需求越来越强，郎要求自动确定或者验证人的身份。各种各样的智能卡、密码指令系统被广泛使用，但也产生了很多的安全问题，如转让、丢失、遗忘、伪造等。生物特征识别技术能够克服那些传统方法所存在的问题，它通过难于伪造的人自身内在特性来提供准确的身份验证“1。1．1生物特征识别生物特征识别技术具有广泛的潜在应用场合。关于“生物特征”，最普遍的定义为fzl=“Aphysiologicalorbehaviouralcharacteristic，whichcanbeused

2、toidentifyandverifytheidentityofanindividual”(能被用于识别和验证人的身份的生理或行为特征)。目前已经有许多生物特征被用于获取人的身份信息，一些常见的生物特征如图1．1所示。(a)耳廓(b)脸相(c)面部温谱罔(d)手温谱图(e)手血管(f)指纹(g)步态(h)手形(i)虹膜(j)掌纹网团(k)视羽膜(1)签名(m)声纹凰1．1生物特征示例第一章绪论根据定义，可将生物特征分为两类口1：(1)生理特征(PhysiologicalCharacteristic)：是指与生俱来的，先天性的人体物理特征。生理特征包括指纹，虹膜，手形，脸相

3、、掌纹等，其中目前最常用的是指纹和脸相。(2)行为特征(BehaviouralCharacteristic)：是指从人所执行的运动中提取出来的特征，实质上是对生理特征的一个间接度量。行为特征中往往也暗含着某些生理特征的信息。行为特征包括声纹，击键，签名，步态等。随着对人体分析和理解能力的逐步提高以及计算机视觉的发展，发现和挖掘出了许多可以用于身份识别的生物特征。传统的身份认证手段，如钥匙、密码、证件和智能卡等，都是采用以“物’’认人的方式，间接实现对“物"的持有人的身份认证，这种方法存在的最大缺陷是“物”容易被伪造，因此存在较大的安全漏洞。相比之下，生物特征识别有着很多的

4、优势，由于生物特征是人自身所固有的，因此生物特征的伪造相对于“物"的伪造来说要难很多，这使得识别的可靠性也大大提高。生物特征识别在我们的生活中占据越来越重要的地位。在2001年的MITTechnologyReview杂志中，生物特征识别技术被列为10项最有可能改变世界的技术之一。根据InternationalBiometricGroup(IBG)2007年最新的市场预测分析报告，至U2012年生物特征识别技术带来的收益将是现在的2倍多。然而，没有一种生物特征是完美的，大多数生物特征识别方法在应用上都受一定的限制。使用较广的指纹识别、人脸识别、虹膜识别及掌形识别等第一代生物

5、识别技术，大多需要被监测对象的配合，．有时甚至需要被监测对象完成必要的动作才能实现。这些做法比较烦琐，识别速度较慢且使用不便，不易被用户接受。指纹识别的可靠性比较高但是需要实际的物理接触；人脸与虹膜识别不需要物理接触，然而在实际应用时却受到环境的限制较多；实际上大多数的人脸识别技术只能够识别人的正面脸像，而虹膜识别技术的识别距离一般不超过5米。研究显示，用明胶制成的假手指就可以轻而易举地骗过指纹识别系统，在隐形眼镜上蚀刻出的虚假眼虹膜特征也可以让虹膜识别系统真假难辨。在许多监控应用方面，尤其是在远程监控方面，迫切需要相关的生物特征识别方法。1．2步态特征与步态识别所谓步态

6、，是指人在行走和跑步过程中表现出来的一种行为方式‘41。研究显示，人人都有截然不同的走路姿势，因为人们在肌肉的力量、肌腱和骨骼长度、天津大学硕士学位论文骨骼密度、视觉的灵敏程度、协调能力、经历、体重、重心、肌肉或骨骼受损的程度、生理条件以及个人走路的“风格"上都存在细微差异。这使得利用步态进行身份识别成为可能。尽管步态分析在医学、心理学等诸多领域有着长期的研究，但使用步态作为生物特征用于身份识别则是近年来计算机视觉领域中相对新兴的研究课题。早期的医学研究表明：步态是一个独特的个性化特征，拥有韵律，并且本质上是周期性的。Johansson的心理学研刭5】将运动的光点黏附在人

7、体主要的身体部分来观察人的运动模式，它的研究表明：观察者从运动光显示(MovingLightDisply，MLD)中的确可以识别行走、跳跃等人的运动。Cuttingt6l早在70年代就提出通过步态识别行人的方法，此项工作开发了步态作为一种识别机制的可行性。更加近来，Stevenage的研究【‘7】再次确认了利用步态识别人的可能性。随着远距离、大范围视觉监控系统的迫切需求，研究者们正渐渐地对步态产生了浓厚的兴趣。步态识别的定义是指根据人们行走或跑步的方式确定其身份。步态是一种复杂的行为特征，是人的生理、心理及对外界反应的一个综合