6、热成像中的人类活动识别技术解析

热成像中的人类活动识别技术解析

1. 热成像用于人类重复活动识别的背景

人类重复活动，如行走、跑步和慢跑等，是有规律重复的运动序列。目前大多数人类活动识别方法是在可见光谱下检测人体运动，但这种方式存在诸多弊端。比如人体部分或衣物颜色可能与背景颜色相近，导致人体运动检测失败；可见光谱下阴影的存在也是一个问题；而且在低光照条件（如夜晚或无照明的室内环境）下，可见光谱传感器无法正常工作。

为避免这些缺点，研究人员开始探索使用热红外（长波红外）传感器进行人类活动分析。长波（8 - 12 µm）红外相机与普通相机不同，它记录场景中物体发出的电磁辐射，形成热图像，其像素值代表温度。在包含人体的热图像中，由于人体和背景温度在大多数情况下不同，无论光照条件和人体表面及背景颜色如何，都能轻松从背景中提取运动的人体轮廓。

2. 热红外图像中的目标检测

不同类型传感器的图像因成像过程的现象学差异，通常具有不同的像素特征。近年来，热红外图像目标检测和识别方法在遥感、自动目标识别和人脸识别等领域得到了广泛应用。

2.1 遥感领域的应用

• 海洋表面运动测量 ：利用连续的10.8 µm波段热红外卫星图像定量测量海洋表面运动。通过检测和映射梯度，同时区分水面、陆地和云层，选择海洋热模式特征，然后在后续图像中使用基于约束相关的特征识别方案跟踪这些特征。
• 野火检测与制图 ：利用NOAA - 16/AVHRR（N - 16）卫星数据检测和绘制北美森林生态系统中的活跃野火。算法利用AVHRR每日图像的多光谱和热信息。