基于hmm复杂场景下的行为识别方法

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1、万方数据第34卷第7期计算机工程2008年4月VoL34No．7ComputerEngineeringApril2008·人工智能及识别技术·文章编号t1∞o_3428(2008)07．m212—03文献标识码：A中图分类号：TP391．4基于HMM复杂场景下的行为识别方法张丽君，吴晓娟，盛赞，亓磊(th东大学信息科学与工程学院，济南250100)I要：人的行为模式的理解与识别是智能视觉监控系统的一个关键环节。针对目前大部分的研究都是简单场景F的简单行为识别，不具有广泛适用性的问题，该文提出一种复杂场景下的分层行

2、为建模和识别方法。通过统计方法在监控画面内选定若干个有意义的标志点，利用这些标志点将复杂行为分解为一系列简单行为，对简单行为的轨迹进行HMM建模，并利用Level—Building算法进行复杂行为的识别。实验结果表明，该方法对复杂行为具有较高的识别率，而且在多种场景下具有普适性。关健词：行为识别；隐马尔可夫模型；分层构筑；行为语法BehaviorRecognitionMethodinComplexEnvironmentUsingHMM。ZHANGLi-jun，WUXiao-juan，SHENGZan，QILei(

3、SchoolofInformationScienceandEngineering，ShandongUniversity。Jinan250100)[Abstract]Theunderstandingandrecognitionofhumanbehaviorisakeyissueinanintelligencevisualsurveillancesystem．Butmostofthecurrentresearchisonsimplebehaviorwithsimplebackground，SOitisnotwidel

4、yapplicable．Thisarticlepresentsamethodtomodelcomplexhumanbehaviorhierarchicallyincomplexenvironment．SetsomemeaningfullandmarksintheSCreenandmodelprimitivebehaviorbetweentwolandmarksusingaHMM，thenuseLevel—Buildingalgorithmwithallappropriatethresholdmodelandbeh

5、aviorgrammartOrecognizecomplexhumanbehavior．ExperimentalresultsshowthatthismethodCanachievegoodresultsforbothsimplebehaviorandcomplexbehaviorincomplexenvironment．[Keywords!behaviorrecognition；HMM；Level—Building；behaviorgrammar1概述目前，在医院、银行、商店、停车场等公共场所甚至家庭庭院内，监

6、控系统已经参与到各种日常事务的运作当中。但是现有的监控系统都不能实现实时主动的监督作用，即监控的智能化和无人化。未来的智能监控系统应能够实现全天候的实时监视，并自动分析摄像机捕捉的图像数据；当异常发生时，能向保卫人员准确及时地发出警报，从而避免犯罪的发生。实现智能监控的关键是能使监控系统很好地理解目标的行为模式，从而实现实时的行为识别。基于计算机视觉的行为识别是在成功实现跟踪、完成特征提取的基础上进行的，它属于更高层次的视觉任务。监控系统中目标行为的理解与识别主要就是人的行为的理解与识别，但由于人体的非刚性运动、

7、着装的不同、运动时的相互遮挡甚至丢失使得这项任务非常复杂和富有挑战性。由于识别任务的不同，对人的运动描述可以分为3个层次：粗糙描述，中间层次描述以及细节描述”’2】。其中，粗糙描述是把整个运动的人简化为一个矩形框或椭圆框，人的运动就通过矩形框或椭圆框质心点的运动来描述，这种方法主要用于视觉监控领域。中间层次描述是通过对人的各个部分，如头、四肢、躯干的运动分别进行简化，人的复杂运动就通过各简化部分质心点的运动来描述。细节描述主要是针对人体的某个特定器官的运动，如手势，进行识别。目前行为识别的方法主要有2种：静态法和

8、动态法。在进行识别时，需要分析采集的视频序列。静态法是首先对视频序列每一帧图像进行分析并抽取相关特征，然后将一组分析结果合成为一个静态模式的组合，在识别过程中和预先存～212一储的模式进行比较得到识别结果，如动态时间弯折(DTW)方法。其实质是模板匹配方法，优点是计算量低，但对运动持续时间的变化和噪声比较敏感。动态法把贯穿整段视频的轨迹信息作为分析单元。在这一类方法中，一