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基于图像深度信息的人体动作识别的优点与成果

【摘要】:卷积神经网络的这种局部连接、权值共享结构使其布局更接近于实际生物神经网络。②卷积神经网络引入多种形式的池化操作,可对特征提取过程产生的局部相似视觉特征、局部结构的尺度差异,甚至对局部几何畸变起到抑制作用,较好地保持了旋转、尺度和缩放不变性,能得到更加鲁棒的特征描述。更为关键的是,卷积神经网络在每一个神经元节点使用相同的连接权值,可更有效地捕获图像不同部位的同类型视觉特征。

在人体动作识别研究中,卷积神经网络有别于常规的反馈神经网络,其独特的网络结构可有效地降低网络结构的复杂性,是一种高效的识别方法。该网络可直接对输入图像进行滤波和局部邻域的池化操作,得到分级特征并进行规则化训练,并能获得较好的输出结果,避免了使用传统人工设计特征提取方法的数据重建过程。

卷积神经网络的优点是同一特征映射的神经元共享相同的权值,从而可隐式地从训练数据中进行特征的并行学习。例如,前向神经网络输出层和隐含层的神经元都连接到上一层的所有神经元,而卷积神经网络的不同之处在于神经元只进行部分连接输出。卷积神经网络的这种局部连接、权值共享结构使其布局更接近于实际生物神经网络。在人体动作识别研究方面,它比以往的神经网络更具以下优势:

①卷积神经网络的拓扑结构和输入图像可很好地吻合。卷积神经网络采用相邻层节点之间的局部连接方式代替前馈神经网络的全连接,这种特性使卷积神经网络能更好地学习图像数据中如方向、边缘以及角点等底层视觉特征,借助卷积神经网络能生成更高级、更具语义信息的视觉特征。(www.chuimin.cn)

②卷积神经网络引入多种形式的池化操作,可对特征提取过程产生的局部相似视觉特征、局部结构的尺度差异,甚至对局部几何畸变起到抑制作用,较好地保持了旋转、尺度和缩放不变性,能得到更加鲁棒的特征描述。

③通过独特的权值共享结构不仅可使神经网络的训练参数减少,使结构更为简单,而且还提高了神经网络的适应性。更为关键的是,卷积神经网络在每一个神经元节点使用相同的连接权值,可更有效地捕获图像不同部位的同类型视觉特征。