人体运动视频关键帧优化及行为识别
基于轻量级人体姿态估计和图卷积的摔倒实时检测方法
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2021, 11(4), 783-794 Published Online April 2021 in Hans. /journal/csa https:///10.12677/csa.2021.114080
文章引用: 何炜婷, 曾碧, 陈文轩. 基于轻量级人体姿态估计和图卷积的摔倒实时检测方法[J]. 计算机科学与应用, 2021, 11(4): 783-794. DOI: 10.12677/csa.2021.114080
基于轻量级人体姿态估计和
图卷积的摔倒实时检测
方法
何炜婷,曾 碧,陈文轩
广东工业大学计算机学院,广东 广州 收稿日期:2021年3月9日;录用日期:2021年4月6日;发布日期:2021年4月13日 摘 要
基于人体姿态估计的摔倒检测方法,因其人体姿态估计模型涉及十几个关节点的识别与处理,导致整体模型的检测速度较慢。为了摔倒检测达到实时性,提出了一种基于轻量级人体姿态估计模型和图卷积的摔倒实时检测方法。该方法首先采用优化后的基于目标检测的两阶段轻量级人体姿态估计模型进行关节点检测,使整体模型达到轻量级;然后使用只有6个特征提取模块的时空图卷积网络对人体关节点序列进行摔倒检测,提高整体模型摔倒检测的准确率。本文通过NTU-D-RGB-120和UR Fall Detection Da-taset两个数据集进行实验,摔倒检测的正确率达到96.1%,整体模型在GTX1060Ti显卡中达到约33FPS。 关键词
人体姿态估计,图卷积网络,轻量级,摔倒检测,动作识别
Real-Time Fall Detection Based on
Lightweight Human Pose Estimation
and Graph Convolution
基于深度图像的人体运动姿态跟踪和识别算法
基于深度图像的人体运动姿态跟踪和识别算法
杨凯;魏本征;任晓强;王庆祥;刘怀辉
【摘 要】由于人体运动的复杂性,现有基于低质量深度图像的三维立体姿态跟踪和识别方法的准确性较低、鲁棒性较差.针对低质量深度图像的人体运动姿态和识别问题,本文设计了一种基于三步搜索算法的人体运动姿态的跟踪和识别方法.该方法首先对获取的深度信息进行分析,从而判定人体轮廓;然后通过基于深度图像的骨骼跟踪方法跟踪特定骨骼点,并采用三步搜索算法进行运动估计,跟踪获取人体运动轨迹;最后利用获取的骨骼点坐标实现人体运动姿态的识别.实验结果表明,该算法克服光照影响的鲁棒性较强,且能有效地提高人体运动姿态跟踪与识别的准确性.
【期刊名称】《数据采集与处理》
【年(卷),期】2015(030)005
【总页数】11页(P1043-1053)
【关键词】智能监控;匹配与跟踪;特征选择
【作 者】杨凯;魏本征;任晓强;王庆祥;刘怀辉
【作者单位】山东中医药大学理工学院,济南,250355;山东中医药大学理工学院,济南,250355;齐鲁工业大学信息技术学院,济南,250353;齐鲁工业大学信息技术学院,济南,250353;山东警察学院公共基础教研部,济南,250101
【正文语种】中 文
【中图分类】TP18 计算机三维立体视觉是被动式测距方法中最重要的距离感知技术之一,是一种模拟人类感知处理视觉目标的方式,可以在多种条件下灵活测量目标的立体信息,其相关技术模型在社会各领域发挥着重要的作用。近年来在人体运动姿态跟踪与识别领域,随着三维立体视觉技术的发展,一方面,人们更加关注如何准确、快速、清晰的获取人体运动姿态;另一方面,伴随新兴三维立体视觉图像采集技术的发展,如微软Kinect等深度摄像机的出现,如何利用低质深度图像来实时解决人体运动姿态识别问题,逐渐成为当前机器视觉领域备受关注的研究热点和难点。在机器视觉领域中,人体运动跟踪与识别主要是处理和分析视频序列图像中感兴趣的目标,包括人体运动姿态跟踪估计和行为识别两个方面。在跟踪过程中,按照人体运动姿态跟踪方法中是否引入人体轮廓模型作为分类依据,可将现有跟踪方法分为两类:基于运动特征或区域的非模型跟踪算法[1-5]和基于人体运动轮廓的模型跟踪算法[6-7]。在人体行为识别研究方面,按照视频描述方式的不同,现有的识别方法可以分为两类:基于整体视频描述符法[8]和基于局部视频描述符法[9-10]。
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一、论文说明
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二、论文参考题目
人体运动姿态分析的研究与实现
思路:
基于单目视频序列的人体运动姿态分析是计算机视觉和计算机图形学相互
融合的一个重要研究方向,其研究核心是从单个或多个视频序列中检测、跟踪人体,
获取人体运动数据,重建人体的三维(3D)运动或描述和理解人体运动。基于单目视
频序列的人体运动姿态分析研究在视频监控、体育运动分析、辅助临床医疗诊断、
人体动画、游戏、虚拟现实。
题目:基于结构化信息的人体运动识别
思路:
人体运动识别是近年来计算机视觉领域的重大研究课题之一,它在运动捕获、
人机交互、视频监控、视频存档与检索等方面都有广泛的应用,并具有重大的应
用前景。但由于人体运动的多变性和多样性,背景的嘈杂及光照条件,衣服纹理
和自遮挡等多方面的因素严重影响人体运动的识别效果,所以,如何从复杂的人
体运动中找到能正确表达运动信息的本质特征,。
题目:基于分块变化检测的人体肢体运动跟踪
思路:
近年来,人体运动分析成为图像处理和计算机视觉领域中一个热点课题,它
在人体动画、游戏、虚拟现实和增强现实、人机交互、视频监控、体育运动分析、辅助临床医疗诊断等领域都有着广阔的应用前景。人体运动分析研究核心是从图
像序列中检测、跟踪人体,获取人体运动数据,重建人体运动或描述和理解人体运
动。人体运动跟踪是其中非常关。
题目:基于三维人体测量运动文胸结构的研究
思路:
运动文胸是直接与人的皮肤相接触的功能性内衣之一,它的压力大小、结构
是否合理将直接影响人的舒适度,所以运动文胸设计要趋向于人性化。由于运动
中人体的排汗量和剧烈程度的大小远高于平常状态,因此普通运动文胸远不能满
足人在运动时对其功能的要求。要使运动文胸具有保护乳房、吸湿、透气、穿着
舒适等功能且又不妨碍运动,就需要从乳房形态、。
基于运动方向的视角无关行为识别方法
第38卷 V0l-38 第15期 NO.15 计算机工程
Computer Engineering 2012年8月
August 2012
・人工智能及识别技术・ 文章编号:1o00—-3428(2ol2)1s—_ol59—_o3 文献标识码:A 中田分类号:TP391・41
基于运动方向的视角无关行为识别方法
梅雪,张继法,许橙松,胡石
(南京工业大学自动化与电气工程学院,南京210009)
摘要:针对人体运动方向的随机特性,研究场景中有多台摄像机时视角无关的行为识别方法。利用一台位置固定的摄像机,根据视频序 列中运动目标质心空间坐标变化,确定其运动大致方向。根据该方向,选择具有垂直和平行运动轨迹方向视角的相机获得的序列图像,进 行行为分析。提取人体运动行为侧像和正像轮廓的关键姿态建立特征库。应用单个相机平行线约束,通过转换因子由图像坐标恢复运动目 标关键点的三维坐标,从而确定目标运动方向。建立室内多视角行为视频样本库,实验结果表明,利用该方法识别室内运动行为,能够达
到视角无关行为识别的目的。 关健词:行为识别;视角无关;运动方向;智能视频监控
Viewpoint Independent Behavior Recognition Method
Based Oil Motion Direction
MEI Xue,ZHANG Ji-fa,XU Song-song,HU Shi
(School ofAutomation and Electrical Engineering,Naming University ofTechnology,Nanjing 210009,China)
[Abstract]Aiming at the activities directions ofhuman are arbitrary,this paper proposes the viewpoint independent behavior recognition method. A camera with fixed position is used to meas ̄e the motion direction based on the change of mass center coordinates in world space.According to the direction,video sequences can be selected taken by the camera which visual angle is orthogonal or parallel to the movement direction.A database on key features of motion activity sequences is taken orthogonally and parallel to the subject’S movement is established for several human behaviors indoors.The method ofparallel line bound with single camera is used to reconstruct 3D coordinate ofkey points by image coordinate and conversion factor.The method is tested on sequences of video data of human motions indoors,and experimental results validate the good performance of the proposed approach in viewpoint independent behavior recognition. [Key wordsl behavior recognition;view independent;motion direction;intelligent video supervision
基于机器学习的视频内容分析与关键帧提取研究
基于机器学习的视频内容分析与关键帧提取研究
视频内容分析是指通过机器学习算法对视频内容进行分析和理解的研究领域。关键帧提取是视频内容分析的一个重要任务,旨在从视频中抽取出具有代表性和信息丰富度的关键帧,以便于视频摘要、检索和分析等应用。本文将从视频内容分析的背景和意义、关键帧提取的方法和应用以及未来研究方向等方面进行阐述。
视频内容分析基于机器学习是因为传统的视频分析方法往往需要手工设计特征和规则,而这些方法在面对复杂的视频场景时效果有限。机器学习算法通过对大量标注数据的学习和训练,能够从数据中提取出有用的特征和模式,实现对视频内容的自动分析和理解。机器学习在视频内容分析中的应用包括目标识别与跟踪、行为识别与分析、场景理解等多个方面,可以为视频内容的提取和利用提供丰富的信息。
关键帧提取是视频内容分析中的一个重要任务,关键帧指的是视频序列中具有代表性和信息量较大的帧。关键帧提取的目标是从视频中选取出一些具有代表性,能够表达视频内容主题或重要信息的关键帧图像。关键帧提取可以通过以下几种方法实现。
首先,基于图像特征的关键帧提取方法是一种常用的方法。通过对视频中每一帧图像提取特征并计算特征向量,然后根据特征向量之间的相似度进行关键帧的排序和选择。常用的图像特征包括颜色直方图、纹理特征、形状特征等。这种方法简单而直接,但是对于复杂的视频场景效果可能有限。
其次,基于视觉注意力模型的关键帧提取方法是一种通过模拟人类视觉注意机制进行关键帧选取的方法。这种方法认为人类的视觉系统对于视觉场景中的某些特征更加敏感和关注,可以通过计算图像的视觉显著性来选择关键帧。视觉显著性可以通过计算图像中不同位置的显著图来实现,然后根据显著图的值进行关键帧的选择。 此外,基于深度学习的关键帧提取方法近年来得到了广泛的关注。深度学习通过构建深层次的神经网络模型,可以更好地提取图像和视频中的特征和模式,并实现对视频内容的理解和分析。深度学习方法可以通过对视频序列进行卷积神经网络的训练和学习,实现对视频中关键帧的自动提取和选择。
33搜帧的用法
33搜帧的用法
搜帧(Frame Search)是一种数字视频处理技术,主要用于从视频序列中快速搜索并提取指定帧。以下是33搜帧的用法:
1. 视频编辑:搜帧可以帮助视频编辑人员快速定位和提取需要的特定帧,以进行后续剪辑或处理。例如,在一段运动视频中,可以使用搜帧找到特定动作或场景的关键帧。
2. 视频分析:搜帧可用于视频分析领域,例如人脸识别、行为分析等。通过搜索特定的帧来捕捉视频中的目标对象,从而进行进一步的分析和识别。
3. 图像检索:搜帧可以用于图像检索系统中,使用户可以通过输入关键字或图像样本,从大量的视频中准确找到相关的帧。这对于大规模图像或视频数据库的管理和搜索非常有用。
4. 视频指纹识别:搜帧可用于视频指纹识别,即将视频序列转换为唯一的数字指纹。搜帧用于在视频中选取关键帧,并提取视觉特征,以建立视频指纹,并与数据库中的其他指纹进行匹配。
总之,33搜帧的用法广泛,涵盖了视频编辑、视频分析、图像检索和视频指纹识别等领域。
基于特征提取的视频预处理方法
基于特征提取的视频预处理方法
基于特征提取的视频预处理方法,是指利用计算机视觉和图像处理技术对视频进行预处理,通过提取视频的特征信息,来实现对视频数据的分析和处理。这一方法可以帮助我们从视频中获取有用的信息,如目标检测、行为识别、人脸识别等,为后续的视频分析和应用提供基础。
1. 帧差法:帧差法是一种基于像素变化的特征提取方法。通过比较相邻帧之间的差异,可以提取出视频中的运动信息。当两帧之间的差异超过设定的阈值时,就认为发生了运动。该方法适用于目标跟踪、行为识别等应用。
2. 光流法:光流法是一种基于像素移动的特征提取方法。通过计算相邻帧之间像素点的运动矢量,可以得到视频中的光流场。光流法可以用于视频中目标的运动分析、人脸识别等任务。
3. 前景提取法:前景提取法是一种基于像素颜色或纹理的特征提取方法。通过将视频的每一帧与背景模型进行比较,可以将前景物体从背景中提取出来。前景提取法可以用于目标检测、行人跟踪等应用。
二、视频预处理的流程
1. 视频采集与解码:首先需要将视频从摄像机、手机等设备中采集出来,并进行解码,将视频转化为数字化的视频帧序列。
2. 视频滤波处理:对视频帧序列进行滤波处理,消除视频中的噪声和伪影。
4. 视频分割与关键帧提取:将视频分割成不同的场景或镜头,然后提取每个场景或镜头中的关键帧作为代表。
5. 视频特征提取:对每个关键帧进行特征提取,包括颜色特征、纹理特征、形状特征、运动特征等。
6. 特征选择与降维:对提取的特征进行选择和降维处理,提高计算效率和模型的泛化能力。
7. 特征标准化:对选择的特征进行标准化处理,使其具有相同的尺度和分布。
8. 特征表示与存储:将标准化的特征表示成向量形式,并将其存储到数据库中,以便后续的视频检索和分析。
1. 视频监控:通过对视频进行预处理,可以实现对摄像头中的目标物体进行跟踪、识别和行为分析。 2. 视频检索:通过对视频进行特征提取和索引建立,可以实现对视频库中的目标视频进行快速检索。
动素分析报告
动素分析报告
概述
动素分析是一种用于分析动画和视频中的元素运动的方法。通过分析元素的位置、速度、加速度和角速度等参数,可以辅助动画制作人员更好地理解和掌握动画中的运动变化,以便能够制作出逼真和流畅的动画效果。本文将介绍动素分析的基本原理和应用场景,以及常用的动素分析算法和工具。
原理
动素分析的基本原理是通过对动画或视频中的元素进行跟踪和分析,从而获得元素在时空上的运动规律。常见的动素分析方法包括光流法、轨迹分析法和关键帧分析法。
光流法
光流法是一种基于图像亮度变化的动素分析方法。它通过分析图像序列中像素的灰度变化,可以得到图像中的运动信息。光流法假设相邻帧之间的像素灰度变化主要是由元素的运动引起的,并通过计算像素灰度的变化来估计元素的运动矢量。光流法广泛应用于物体跟踪、运动分析和自动驾驶等领域。
轨迹分析法
轨迹分析法是一种基于元素轨迹变化的动素分析方法。它通过跟踪元素在序列中的运动轨迹,计算元素的速度、加速度和角速度等参数。轨迹分析法可以用于运动分析、行为识别和物体重建等任务。
关键帧分析法
关键帧分析法是一种基于关键帧的动素分析方法。它通过分析关键帧之间的差异,来估计元素在动画过程中的运动变化。关键帧分析法可以用于动画制作、运动捕捉和人体姿态估计等领域。
应用场景
动素分析在许多领域都有广泛的应用,下面列举了几个常见的应用场景:
动画制作
在动画制作中,动素分析可以帮助动画师分析和理解各种动画元素的运动规律,从而制作出更加逼真和流畅的动画效果。动素分析可以帮助动画师把握元素的运动轨迹、速度和加速度等参数,使得动画动作更加自然和真实。 视频编辑
在视频编辑中,动素分析可以帮助编辑人员识别视频中的物体和人物的运动轨迹,以便进行后续的剪辑和编辑操作。动素分析可以帮助编辑人员定位、跟踪和分割视频中的元素,为视频编辑提供更多的创作和处理方式。
物体跟踪
在计算机视觉和图像处理领域,动素分析常被用于物体跟踪。通过分析物体在视频中的运动轨迹和速度,可以实现对物体的准确跟踪和定位。物体跟踪在行人监测、交通监控和运动分析等领域有重要的应用价值。
AI技术在视频分析与处理中的应用方法
AI技术在视频分析与处理中的应用方法
一、引言
随着人工智能技术的不断发展,视频分析与处理在各个领域都得到了广泛应用。AI技术通过对视频进行智能分析,可以从中提取有价值的信息,并实现自动化的处理,大大提高了视频分析与处理的效率和准确性。本文将介绍AI技术在视频分析与处理中的应用方法。
二、视频内容识别与分类
1. 视频目标检测
AI技术可以通过对视频进行目标检测,识别出其中的特定物体或人物。通过训练深度学习模型,可以将视频中的不同目标进行准确辨识,并给予相应的标注和分类。这项技术可以广泛应用于监控摄像头、自动驾驶系统等场景中,帮助实现即时监测和预警功能。
2. 视频行为识别
通过AI技术,我们还可以对视频中的行为进行识别和判断。例如,在体育赛事中,利用机器学习算法和运动追踪技术,我们可以自动地识别出运动员在比赛过程中采取的不同动作,并对其进行分类和统计。这样一来,我们就可以更加准确地了解比赛情况,甚至进行战术分析。
三、视频内容分析与提取
1. 视频关键帧提取
AI技术可以通过对视频进行帧间差分和特征提取的方式,自动地选取出其中的关键帧。关键帧是指在一段视频中具有代表性或重要内容的帧画面。利用这项技术,我们可以快速而准确地从海量视频数据中筛选出有价值的信息,进一步进行处理或展示。
2. 视频物体追踪
通过AI技术,我们可以实现对视频中不同物体的追踪和轨迹分析。在监控领域,这项技术可以用于追踪可疑人员或车辆,并生成相应的运动路径图。同时,在电影制作等领域中,也可以利用物体追踪技术来实现特效处理和后期编辑。
3. 视频情感识别
AI技术还可以通过对视频进行情感分析,识别其中呈现出的情绪状态。例如,在广告评估过程中,我们可以利用机器学习模型来判断观看者对广告内容产生的喜好、厌恶等感受。这样一来,营销团队就可以根据用户反馈进行更加精准的推广策略。
四、视频处理与增强
1. 视频降噪与稳定
通过AI技术,我们可以对视频进行降噪处理,消除其中的干扰信号,提高画面质量。同时,利用图像稳定技术,我们还可以自动修复因摄影设备震动等原因导致的图像抖动问题,使得视频更加平滑和清晰。
如何使用AI技术进行视频图像处理和内容识别
如何使用AI技术进行视频图像处理和内容识别
使用AI技术进行视频图像处理和内容识别
一、引言
随着人工智能(AI)技术的不断发展和应用,视频图像处理和内容识别已经成为许多领域中重要的任务。通过利用 AI 技术,我们可以自动分析和处理大量的视频图像数据,并从中提取有价值的信息。本文将介绍如何使用 AI 技术进行视频图像处理和内容识别。
二、视频图像处理
1. 视频预处理
在对视频进行其他分析之前,首先需要对其进行预处理。这包括去噪、抽帧、调整分辨率等操作。去噪可以帮助消除在录制或传输过程中产生的随机噪声。抽帧是指从视频中提取一系列关键帧,以减少后续处理的计算量。同时,调整分辨率可根据具体需求对视频质量进行优化。
2. 物体检测与跟踪
物体检测是指从视频中自动识别并定位特定物体的过程。通过应用深度学习算法,可以实现高准确率和实时性的物体检测。例如,YOLO(You Only Look Once)算法可以在一次前向传播中同时检测多个物体,并输出其位置及分类信息。物体跟踪是在连续帧之间追踪目标物体的过程,通过识别物体在视频中的位置和形状变化,可以实现对象的轨迹分析和动态场景的监测。
3. 视频内容分析 视频内容分析可以将视频中的语义信息进行提取、分割和分类。其中,动作识别可以判断人或其他实体在视频中的特定动作或行为。这需要通过对时间序列数据进行建模,使用具有时空上下文信息的深度学习模型。另外,情感分析可用于检测主观情绪状态,例如高兴、悲伤、惊讶等。该技术对于娱乐产业、市场调查和舆情监测具有重要意义。
三、内容识别
1. 图像分类与标注
图像分类是指将图像根据其内容自动归类到不同类别中。此任务可以使用深度学习算法,并利用预训练好的神经网络模型进行特征提取和分类。多标签图像分类是对包含多物体或复杂场景图像进行分类操作。这要求我们使用能够处理多个目标框架的模型,并对部分输入进行注意力机制设计。
2. 物体识别与检索
