基于Kinect的人体行为分析及其应用

【摘要】人体行为分析是计算机视觉中的一个重要研究课题,其应用包括智能视频监控、虚拟现实和人与电子设备进行交互的各种系统。这些应用领域多数需要对人体行为进行检测、跟踪和自动识别。传统的人体行为分析方法大都建立在二维彩色图像问题上研究,但在实际应用中仍存在很多困难,如背景扰动、环境变化对人体目标检测的干扰,数据信息量和特征降维算法对特征提取问题的影响等等。近年来,诸多研究者将图像深度信息和彩色信息融合,提出了很多识别方法。本文使用微软Kinect作为视觉信息获取的传感器设备,利用Kinect的深度传感技术,结合彩色图像处理技术分析和理解人体行为,在图像的采集和预处理方面较传统的摄像头有更为容易的处理方式。本文重点研究人体行为分析的方法,实时检测跟踪场景中的人体目标,并对人体日常行为进行理解,设计了一个基于Kinect的人体行为识别系统。本文主要工作如下：首先,本文应用Kinect传感器获取深度图像,对Kinect的硬件组成结构、技术规格和工作原理进行探究,搭建实验环境,分析使用Kinect获取深度图像数据进行人体行为识别的可行性。其次,研究基于深度图像的行为描述方法,通过边缘检测、噪声处理、对人体目标特征点分类等视觉处理方法,将人体从背景环境中区分出来,通过研究深度图上的特征提取方法,实现对人体目标的跟踪,进而对人体的基本动作进行识别。再次,利用条件随机场模型,设计一种基于Kinect的人体行为分析算法,对人体简单动作进行建模和识别,与两种主流人体行为数据库进行实验对比。实验结果表明,在环境光照不稳定以及受到复杂环境干扰的情况下能够正确检测到人体目标,证明了该算法的鲁棒性,人体行为识别效果良好。最后,由以上人体目标分割,特征提取和行为识别算法构建出Kinect实验系统,该系统实现了特定场景中人体基本行为的识别。
【作者】张昊；
【导师】战荫伟；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】人体行为分析；行为识别；深度图像；Kinect；条件随机场；

【参考文献】
[1]马颖.基于分子层面的溶剂环境与微晶结构之关系研究[D].北京化工大学,化学工程（专业学位）,2013,硕士.
[2]孙宜敏.浮萍对污染水体中氮磷吸收富集作用研究[D].华东师范大学,生态学,2004,硕士.
[3]石晓芳.牛津高中英语教材的词汇练习设计研究[D].上海师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[4]张福花.转型时期英国家庭亲子关系[D].西南大学,世界史,2013,硕士.
[5]张璐.论城市生活垃圾处理的法律规制[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[6]李杰.随机粗糙面及其与目标复合电磁散射有限元与高频方法建模研究[D].西安电子科技大学,无线电物理,2012,硕士.
[7]魏津.商业银行利率风险问题研究[D].内蒙古大学,金融,2014,硕士.
[8]顾正彬,季根华,卢明辉.二维碳材料——石墨烯研究进展[J].南京工业大学学报(自然科学版),2010,03:105-110.
[9]邓成兴.四川高速公路公司筹资渠道优化研究[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[10]郜国栋.基于交替学习和免疫优化的压缩感知图像重构[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[11]王蕾.多模态话语分析下的字幕翻译[D].西北大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[12]张嫣.秦皇岛职业技术学院师资队伍建设的问题与对策分析[D].燕山大学,行政管理,2012,硕士.
[13]马国梅.探讨CK、CK7、PLUNC在脑膜癌病的原发灶诊断及治疗中的价值[D].河北医科大学,神经病学,2013,硕士.
[14]陈斌.浙商银行嘉兴地区中小企业供应链融资风险管理研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[15]王清华.1-溴丙烷中毒性周围神经病大鼠神经组织氧化修饰蛋白的含量变化[D].山东大学,劳动卫生与环境卫生学,2013,硕士.
[16]黄烁涵.Empa/ETHZurich:最终过滤器——石墨烯膜[J].国际纺织导报,2015,02:24+47.
[17]蒋雷海,许捷,俞拙非,陈建玉.新型线路保护选相方案[J].电力系统自动化,2008,16:34-37.
[18]蔡红艳.Lixisenatide对淀粉样β蛋白所致大鼠认知障碍的拮抗效应研究[D].山西医科大学,生理学,2014,博士.
[19]刘永杰.含瓦斯煤受载破坏表面电位特征研究[D].中国矿业大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[20]陈阳.安全生产应急救援平台基础数据库开发与实现[D].西安科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[21]汪令祥,张兴,张崇巍,杨淑英,曹仁贤.基于位置观测的直驱系统无速度传感器技术[J].电力系统自动化,2008,12:78-82.
[22]杜继永,张凤鸣,杨骥,吴虎胜.多UCAV协同任务分配模型及粒子群算法求解[J].控制与决策,2012,11:1751-1755.
[23]李晓龙.矮塔斜拉桥斜拉索和预应力筋的配置比例研究及施工控制[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[24]张亚南.黄河口、长江口、珠江口及其邻近海域重金属的河口过程和沉积物污染风险评价[D].国家海洋局第三海洋研究所,海洋化学,2013,硕士.
[25]敖依娜.空间、仪式与信仰[D].中南林业科技大学,园林植物与观赏园艺,2014,硕士.
[26]王丽丽.大学生FOK判断影响因素的实验研究[D].辽宁师范大学,发展与教育心理学,2011,硕士.
[27]张炯诚.四川航空公司竞争对策分析[D].四川大学,工商管理,2003,硕士.
[28]杨斌.机载LiDAR点元数据建筑物半自动提取方法研究[D].辽宁工程技术大学,摄影测量与遥感,2012,硕士.
[29]钱程.TNF-α对乳鼠心室肌细胞Cx43表达的影响[D].华中科技大学,心血管内科学,2013,硕士.
[30]葛燕.基于89C52的智能温室控制系统的研发[D].齐鲁工业大学,机械工程,2013,硕士.
[31]王谢焕.氧化锌纳米棒阵列的制备及其作为染料敏化太阳能电池阳极的性能研究[D].河南大学,2013.
[32]吴红斌,蔡亮.可再生能源分布式发电系统的经济调度[J].农业工程学报,2010,12:287-292.
[33]李媛.黄柏、黄连体内外成分对比研究[D].黑龙江中医药大学,药物分析学,2013,硕士.
[34]王彦涛.二维Caputo-Riesz分数阶扩散方程的快速多重网格法[D].兰州大学,计算数学,2014,硕士.
[35]李泽文,曾祥君,覃丹,易琛,曾祥淼.基于注入信号法的容性设备介质损耗在线测量系统[J].电力系统自动化,2006,16:57-60.
[36]商报记者王丹.三题材助力中航重机1月最牛[N].北京商报,2013-01-31006.
[37]张娜娜.血管紧张素Ⅱ诱导神经细胞衰老的作用及药物干预[D].山东大学,药理学,2013,硕士.
[38]李洪瑶.基于客户分群的淘宝网快递业务伙伴选择[D].大连海事大学,交通运输工程,2013,硕士.
[39]刘立毅,王洪明.电学实验设计应做好的四个选择[J].中学生数理化(高考版),2012,10:24-26.
[40]申晓方,杜群阳,温静,倪云蕾.中国在非洲的民营投资:现实与机遇[J].国际经济合作,2013,08:4-8.
[41]边国柱.用迭偏剖面作构造图[J].石油地球物理勘探,1978,04:19-27.
[42]于茵.介孔孔道限域组装的氧化物复合材料负载贵金属的选择加氢性能研究[D].华东师范大学,物理化学,2013,硕士.
[43]陶占良,陈军.智能电网储能用二次电池体系[J].科学通报,2012,27:2545-2560.
[44]王洪,冯嘉礼.基于属性论方法的股市预测算法[J].复旦学报(自然科学版),2004,05:941-943.
[45]赵新.日本商业银行的产权制度及其效率[D].吉林大学,世界经济,2014,硕士.
[46]张鹏.粉末冶金制备Ti-45Al-5Nb合金工艺及其组织性能研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2013,硕士.
[47]孙志丹.可膨胀石墨阻燃高密度聚乙烯/乙烯—醋酸乙烯酯的研究[D].西南交通大学,制药工程,2014,硕士.
[48]郭慧.借款费用盈余管理及其内部控制信息披露的研究[D].天津财经大学,会计学,2012,硕士.
[49]王祥忠.“发射机微机实时监控系统”中的PC-PLC网络通讯[J].广播与电视技术.2004(10)
[50]朱朋飞.胸腺基质淋巴细胞生成素在ApoE~(-/-)小鼠动脉粥样硬化中作用机制研究[D].华中科技大学,心血管内科,2013,硕士.