基于视频的人体动作识别研究

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1、单位代码：10293密级：专业学位硕士论文论文题目：基于视频的人体动作识别研究学号1210063023姓名王培培导师王保云教授专业学位类别工学硕士类申请型全日制专业申请（领域）控制工程论文提交日期二○一三年三月Video-basedHumanActionRecognitionThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByWangPeipeiSupervisor:Prof.WangBaoyunMarch2013南京邮电大学学位论文原创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位

3、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________摘要人体运动分析是计算机视觉研究中的一个重要领域，人体动作行为识别更是该领域中的一个备受关注和极具挑战性的课题。人体动作行为识别技术在许多领域中都有广泛的应用，如：智能视频监控、虚拟现实、人机交互、体育及娱乐运动分析等。本文的主要研究内容如下：本文从多特征融合

4、的思想出发，旨在找到一种既包含目标人体运动信息，又具备人体外形特征的优良特征描述符。光流方向直方图（HistogramsofOrientedOpticalFlow，HOOF）用来描述视频中特定图像帧的运动特征，而方向梯度直方图（HistogramofOrientedGradient，HOG）则可以用来获取人体结构外观信息，本文将这两种特征进行一种加权融合，从而得到一种基于多特征融合的优良特征描述符，即加权光流方向直方图（HistogramofWeightedOpticalFlow，HOWOF）。这个特征描述符不仅包含了人体动作行为中的运动特征，同时也融合了人体动作运动过程中的外形特征

5、。因此，它是一个良好的特征描述子，为后续过程中人体动作行为的分类识别奠定了良好的基础。本文主要采用线性动态系统（LinearDynamicSystem，LDS）为动态场景进行建模，然后采用距离测量法对这些线性动态系统进行相似度测量并对其进行分类，如，比奈-柯西核（Binet-CauchyKernel）等距离测量。然而这种方法只适用于欧式空间中的时间序列数据，比如，从运动捕捉数据中提取的联合轨迹，或者是从视频中提取的特征点轨迹等。然而，一些复杂的特征描述子，比如尺度不变特征变换匹配算法（ScaleInvariantFeatureTransformation，SIFT）描述子、HOG描述

6、子等，它们本质上都是直方图，而直方图是非欧式空间中的数据，所以就不能使用线性动态系统为这些随时间变化的描述符建立模型，同样也不能使用线性动态系统中的距离测量方法进行分类。因此，本文将Binet-Cauchy核推广到输出数据为非欧式空间数据（如直方图空间）的非线性动态系统（Non-LinearDynamicSystem，NLDS）中，使用核距离测量的方法对视频序列进行分类识别。关键词:人体动作识别，光流方向直方图，加权光流方向直方图，非线性动态系统，核主成分分析，相似度测量，留一逼近交叉验证法IAbstractAnalysisofhumanactivitieshasalwaysrema

7、inedatopicofgreatinterestincomputervision,andhumanactionrecognitionisachallengingresearchtopicinthisfield．Humanactionrecognitioniscriticalforawiderangeofapplications,suchasvideosurveillance,man-machineinterface,digitalentertainmen