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基于视触觉多特征融合的步态识别方法研究

杨楠  
【摘要】:生物特征识别技术是采用人的固有特征进行识别的,由于其具有唯一性、稳定性等优点,已成为关注的热点问题之一。相对于大多数生物特征识别,步态识别还具有远距离和非侵扰的优势,因此更受到研究者的青睐。步态识别技术主要分为基于视觉和基于触觉两种识别方式,基于视觉的步态识别是一种主流的识别方式,但受光照和服装等因素影响较大,而基于触觉的识别不受光线和遮挡等影响,所以研究视触觉融合的步态识别具有重要的意义。在研究步态识别的基础上,提出了基于视触觉多特征融合的步态识别方法,具体的内容如下:深入介绍课题的研究背景和意义以及国内外的发展现状。在步态运动学分析的基础上,建立下肢的力学模型,计算下肢关节转动的角速度、角加速度,对步态视觉和步态触觉的识别机理进行研究,找到了具体的识别特征。基于视觉的步态识别一般流程包括运动目标的检测、预处理、特征提取、分类识别四部分。使用图像处理的方法检测运动的步态图像,通过形态学处理和关键帧提取得到步态的特征序列。运用实验测得腿部的角度并分析角度的变化规律,选择具有代表性的特征作为身份识别的特征。根据髋关节和膝关节的定位,计算出关节转动角度、角速度、角加速度的特征值。在触觉方面,使用足底压力测力板测得步态行走过程中的压力曲线,对曲线上的特征点进行分析,得到足底压力曲线上的特征值和对应的时间参数。把这些特征作为视触觉融合的特征。在视触觉理论研究的基础上结合融合理论,确定了信息在特征层进行融合。根据生物学的启发,构建视触觉融合的神经网络分类器。分析了神经网络的特性,并确定各项函数,使用样本对网络进行训练,获得该网络的参数值。实验的仿真结果表明,视触觉融合的步态识别方法比单独采用视觉特征或触觉特征的识别率高,也验证了视触觉融合方法的可行性。


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