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基于步态的身份识别技术研究

作　者: 颜儒
导　师: 张菁
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 步态识别步态检测特征提取分类识别步态能量图
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

步态识别作为一种新兴的生物特征识别技术,主要通过检测人们走路的方式来进行身份识别,而不论他(她)们穿着什么样的衣服。与传统的生物特征识别(如：指纹、人脸等)相比,它可以远距离的对人进行有效的身份验证。而且,步态是很难被伪装或隐藏的。因此,近年来成为计算机视觉和模式识别领域的研究热点,在智能监控、医疗诊断等方面有着广泛的应用前景。本文对基于步态的身份识别技术进行了深入的研究,主要包括：步态检测及预处理、特征提取和分类识别三个部分。步态特征的提取一直是步态识别的研究重点,同样也是本文的研究重点。首先,对步态检测和背景建模方法进行深入的研究。本文采用背景减除法提取人体运动目标,采用高斯模型法进行背景建模,并对二值化人体轮廓图像进行形态学、归一化等处理,对步态周期进行分析,提出一种关键帧提取算法,有效去除冗余帧。其次,对步态特征提取方法进行研究。详细阐述步态能量图理论,探讨如何选取有效的特征和选取什么特征,提出一种特征选择掩膜方法,对步态能量图进行改进。对主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)理论进行研究,并给出本文特征提取算法。最后,在理论研究的基础上,实现一个简单易操作的步态识别系统。在中国科学院自动化研究所提供的CASIA步态数据库上,对本文提出的关键技术进行实验分析与验证。实验结果表明,本文提出的方法具有较高的识别率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 课题背景及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
    1.2.3 现存的问题  13-14
  1.3 论文的主要工作内容  14-15
  1.4 论文的组织结构  15-17
第2章系统框架设计  17-23
  2.1 系统设计思想及原则  17-18
    2.1.1 设计思想  17
    2.1.2 设计原则  17-18
  2.2 系统处理流程  18
  2.3 系统功能模块划分  18-22
    2.3.1 系统模块组成  18-19
    2.3.2 各功能模块设计  19-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章步态检测及预处理  23-34
  3.1 步态检测方法概述  23-25
    3.1.1 背景减除法  23-24
    3.1.2 帧间差分法  24
    3.1.3 光流法  24-25
  3.2 背景建模  25-27
    3.2.1 中值法  25
    3.2.2 均值法  25-26
    3.2.3 高斯模型法  26-27
  3.3 人体区域提取  27-31
    3.3.1 差值及二值化  27-28
    3.3.2 形态学处理  28-30
    3.3.3 归一化处理  30-31
  3.4 步态周期分析  31-33
    3.4.1 周期检测  31-32
    3.4.2 关键帧提取  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第4章步态特征提取及识别  34-45
  4.1 特征提取方法概述  34-35
    4.1.1 基于模型的方法  34
    4.1.2 基于非模型的方法  34-35
  4.2 步态表征  35-40
    4.2.1 步态能量图  35-38
    4.2.2 特征选择掩膜  38-40
  4.3 主成分分析(PCA)  40-42
    4.3.1 原理概述  40-42
    4.3.2 PCA特征降维  42
  4.4 支持向量机(SVM)  42-43
    4.4.1 原理概述  42-43
    4.4.2 分类器设计  43
  4.5 特征提取算法  43-44
  4.6 本章小结  44-45
第5章系统实现及实验分析  45-59
  5.1 系统功能概述  45-46
  5.2 系统开发环境  46-47
  5.3 主要模块处理流程  47-50
  5.4 步态检测及预处理实现  50-52
    5.4.1 步态检测  50
    5.4.2 图像处理  50-52
  5.5 训练及识别实现  52-56
    5.5.1 SVM训练  53-55
    5.5.2 SVM识别  55-56
  5.6 实验及结果分析  56-58
    5.6.1 数据集  56-57
    5.6.2 结果分析  57-58
  5.7 本章小节  58-59
结论  59-60
参考文献  60-63
攻读硕士期间发表的文章和取得的科研成果  63-64
致谢  64

基于步态的身份识别技术研究

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