室内复杂环境下基于彩色图像序列的运动人体识别

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1、西华大学硕士学位论文室内复杂环境下基于彩色图像序列的运动人体识别姓名：毛以芳申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：黄襄念20080501室内复杂环境下基于彩色图像序列的运动人体识别计算机应用技术研究生毛以芳指导教师黄襄念人体运动视觉分析是近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向，它从包含人的图像序列中检测、识别、跟踪人体并对其行为进行理解和描述，属于图像分析和理解的范畴。从技术角度而言，人体运动分析的研究内容相当丰富，主要涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、人工智能等学科知识；同时，动态场景中运动目标的快速分割、人体的

2、非刚性运动、自遮挡和互遮挡等也为人体运动分析研究带来了一定挑战。人体运动分析在人机智能交互、安全监控、视频会议、医疗诊断及基于内容的图像存储与检索等方面具有广泛应用前景。运动分析过程一般包括四个阶段：目标检测，目标识别，目标跟踪，运动分析与理解。不同的应用场合，这四个阶段并不一定全都存在。一般情况下，目标检测和识别是必要的，文中重点研究运动目标识别。首先介绍研究背景和国内外现状、研究任务和目标。接下来，在运动目标检测阶段主要研究运动目标检测算法、运动目标的提取和目标模型的建立。运动目标检测的任务是将运动目标从序列图像中提取出来，它

3、是后续处理的基础。首先，在分析现阶段较常用的三种运动目标提取算法(背景差分法，帧间差分法，光流法)基础上，考虑到本文的适用场合，采用背景差分法。然后，对检测结果作一次预处理：剔除检测得到的错误目标，并对运动目标作有关处理，包括去除噪声杂点，填充空洞等，有利于减小后续处理的计算量，提高后续处理时间效率。最后，建立用于识别的局部人体二维西华大学硕士学位论文模型——头肩模型。在模型的建立过程中，针对文献[363的不足提出了基于人体解剖学的改进算法。此算法能够建立较好的头肩模型，为特征提取及识别打下了良好的基础。在识别之前研究了人体模型特

4、征。首先，介绍了几种具有旋转、平移、缩放不变性的特征类型；然后，针对本文应用环境，选择目标的部分形状轮廓的7个不变矩作为特征向量而提取出来。由于矩数值分布范围大，且有可能为负值，为了利于识别，文中对矩不变量进行先取绝对值再开方的压缩处理。在运动目标的识别阶段，目标识别即分类。本文的运动目标分为两类：人和非人。在介绍BP神经网络的原理、性能和学习规则基础上，针对BP神经网络分类器缺点探索从多方面予以改进，同时描述了几种基于数值优化的BP算法。通过对具有不同隐层单元数的神经网络的训练和测试，找到最佳的隐单元数；然后，对三种改进BP算法

5、、动量及自适应学习率BP算法进行对比实验，分析其优劣。最后进行了实验验证。初步实验表明了本文算法的有效性。关键词：背景差分，特征提取，不变矩，目标识别，BP神经网络II西华大学硕士学位论文TT’··--’HUmanbodyrecognitionbased0ncolorseouentimagesundercomplexindoorenvironmentComputerApplicationTechnologyM．D．CandidateMAOYi—fangSupervisorHUANGXiang—nianVisualanalysiso

6、fhumanmotionhasbecomethegreatsignificanceforefrontinthefieldofcomputervisioninrecentyears．Itcandetect、identifyandtrackpeople，andCanunderstandanddescripttheirbehaviorfromthesequenceimagewhichbelongstothescopeofimageanalysisandunderstanding。Humanmotionanalysishasgreatde

7、alofcontentstoresearchfromtheviewoftechnology．Ithasbeenrelatedtomanysubjects，suchasPatternRecognition，imageprocessing，ComputerVisionandArtificialIntelligenceetc．Atthesametime，therapidsegmentofmovementtargetunderdynamicscene；thenon-rigidmoveofhumanandthehandlingoftarge

8、tocclusionhavebecomethechallengetohumanmotionanalysis．Itcanbeusedwidely,suchasman-machineinteractionintelligent，securitymoni