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基于深度图像的人体动作识别实验

【摘要】:表3.1在MoCap 动作序列上提取关键帧从实验可知,本章提出的关键帧提取算法可有效地提取具有代表性的动作序列帧,关键帧序列只占样本序列的2/3 甚至更少,其余的帧均为冗余信息。因此,关键帧提取对减少运算复杂度、提高动作识别率具有重要意义。在关键帧提取实验的基础上,又进行了动作序列的关键轨迹提取实验。

实验在MoCap 数据集上进行。该数据集包含35 类不同动作序列,每类动作由20 位受试者各执行两次完成,每类动作序列样本的长度均不同。本实验任选其中一个样本进行算法验证。实验随机选取CMU Motion Capture 动作数据集中的5 类动作,如“Both Arms Pointing to Right Side” “Both Arms Pointing to Left Side” “Basketball Shooting”“Left Arm Receive” “Right Arm Receive”。其实验结果见表3.1。

表3.1 在MoCap 动作序列上提取关键

从实验可知,本章提出的关键帧提取算法可有效地提取具有代表性的动作序列帧,关键帧序列只占样本序列的2/3 甚至更少,其余的帧均为冗余信息。因此,关键帧提取对减少运算复杂度、提高动作识别率具有重要意义。

在关键帧提取实验的基础上,又进行了动作序列的关键轨迹提取实验。其实验结果见表3.2。

表3.2 在MoCap 动作序列上提取关键轨迹

通过观察动作样本“Both Arms Pointing to Right Side”的视觉展示图可以发现,该动作序列中具有代表性意义的动作主要由左(右)手、左(右)腕、左(右)肘及左(右)肩8 个关节点完成。而“Left Arm Receive”动作序列,仅由左手、左腕、左肘及左肩4 个关节点完成。动作样本“Both Arms Pointing to Right Side”的关键轨迹视觉展示如图3.2 所示。(www.chuimin.cn)

图3.2 “Both Arms Pointing to Right Side”关键轨迹示意图

从以上两个实验可得出以下结论:

①基于空间曲面概念设计的关键帧提取算法具有一定的可行性和有效性,弥补了单一曲率特性的局限性。

②利用空间曲度概念可检测简单的动作起止点。例如,样本“Both Arms Pointing to Right Side”的前50 帧没有动作,即前50 帧动作轨迹曲线无突变状态,动作结束后30 帧,轨迹曲线也没有突变状态,而动作的起止点处均应存在曲率变化。因此,可简单地对动作起止点作出判断。

③为了保证动作的连贯性和细节的准确性,数据采集一般采用高频采样方式。因此从动作视觉图上可清晰看到大量的相似动作。但是,使用空间曲度概念设计的关键帧提取算法无法对相似动作进行有效区分,针对该问题需要进一步改进算法,如增加相似度判定准则,进一步简化关键帧的帧数等。