8、步态识别算法实验结果与分析

步态识别算法实验结果与分析

1. Procrustes形状分析

1.1 处理流程

为验证所提算法的有效性,使用CASIA数据库进行了一系列实验。对于每个序列,首先进行运动分割,将其转换为二维空间中具有相关配置的形状表示序列(向量维度设为360),进而得到相关的平均形状。为避免行走方向对识别性能的影响,对行走方向进行预归一化,例如将所有侧视图序列从右向左翻转。此外,使用同一视角下同一受试者序列的平均形状的类平均值作为该类的样本,以避免选择单一随机参考样本。

从图中可以看出,同一受试者的特征形状变化很小,而不同受试者之间的变化更为显著,这表明平均形状在识别个体方面具有相当大的判别能力。具体处理流程如下:

graph LR
    A[运动分割] --> B[转换为形状表示序列]
    B --> C[得到平均形状]
    C --> D[预归一化行走方向]
    D --> E[计算类平均作为样本]

1.2 实验结果与分析

1.2.1 分类方法

尝试了三种分类方法:
- NN测试 :每个序列被分类为其最近邻的类别。
- kNN测试(k = 3) :找到三个最近邻,选择多数所属的类别;如果没有多数,则选择最近邻。
- 样本方法(ENN) :将序列分类为其最近邻样本的类别。

1.2.2 识别性能评估

使

### 步态识别技术概述 步态识别是一种基于个体行走姿态的身份验证方法,属于生物特征识别的一种。该技术主要依赖于人体结构和运动模式的独特性来区分不同个体[^1]。 ### 技术实现原理 步态识别系统的运作流程通常分为以下几个部分: #### 数据采集 通过摄像头捕捉行人图像序列,这些图像是后续分析的基础。为了提高准确性,建议采用多角度拍摄方式获取更全面的信息。 #### 特征提取 从收集到的视频帧中提取有用的特征参数,如身体比例、关节位置变化以及肢体摆动幅度等。现代算法往往借助深度学习模型自动完成这一过程,例如卷积神经网络(CNNs),可以有效处理复杂的视觉数据并发现潜在规律。 ```python import cv2 from keras.models import load_model def extract_features(video_path, model): cap = cv2.VideoCapture(video_path) features = [] while(cap.isOpened()): ret, frame = cap.read() if not ret: break processed_frame = preprocess(frame) # 自定义预处理函数 feature_vector = model.predict(processed_frame.reshape(1, *processed_frame.shape)) features.append(feature_vector.flatten()) cap.release() return np.array(features) ``` #### 身份匹配 将新获得的步态特征向量数据库中的已知样本进行比较,计算相似度得分。当找到最接近的一个或几个候选对象时,则认为完成了身份确认操作。常用的衡量标准有欧氏距离、余弦相似度等。 ### 主要应用场景 目前,步态识别已被广泛应用于多个领域: - **公共安全监控**:即使目标人物刻意改变外表或者遮掩脸部,也能凭借其独特的步伐被追踪定位; - **智能家居控制**:无需额外设备即可感知家庭成员进出情况,并据此调整室内环境设置; - **医疗健康监测**:辅助医生评估患者康复进度,早期预警可能存在的神经系统疾病风险;
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