基于静态图像的人体检测
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指纹识别的原理指纹识别,又称指纹辨识、指纹鉴定,是一项技术,多用于身份鉴定,能根据人类指纹结构特征来识别个人身份。
指纹识别是以人指纹特征为样本,将静态图像变成数字模式,以此来识别人身份的一种生物特征识别技术。
它是利用人体指纹中不仅表面细节,而且还包括指纹内部细微凹凸等特征,采用指纹扫描仪扫描指纹,快速准确地完成身份识别,并结合现代计算机技术,可将指纹特征翻译成数字、字母的信息,作为身份识别的重要依据。
指纹识别的原理是将侧滑模板指纹图像,与指纹对比原理图像相比,通过电子比较来识别个人身份。
电子复原技术允许精确识别指纹,有助于破解人脸识别技术在性别、年龄、种族或社会变化下出现的误差。
指纹识别技术工作原理如下:(1)采集指纹:首先,将你的手指放在指纹采集装置(指纹扫描仪)上,采集器可以按照指定的标准,对比全掌的指纹纹理及其他信息,将得出的结果存储在计算机内供后续分析。
(2)数字化指纹:在采集到指纹图像后,指纹识别系统会将指纹采集仪拍摄的指纹参数进行数字化处理。
(3)指纹特征提取:指纹特征提取算法是识别指纹特征的核心部分,它能从指纹图像中提取出指纹的安全性、可靠性和可比性更高的特征参数,并将其保存在指纹模板中。
(4)指纹核验:利用计算机技术和数字指纹处理技术,可以快速准确地进行指纹核验,验证指纹模板的精确性。
(5)指纹识别:指纹识别是根据特定的指纹特征提取算法,从指纹图像中进行特征提取,建立指纹索引库,从而实现个体指纹识别的一个过程。
最后,指纹识别技术具有高效快速、识别准确率高、多媒体综合管理稳定可靠等特点,在人脸识别技术已无法准确识别的情况下,指纹识别技术可以准确快速的辨识特定的个体,对于提高身份安全性,实现数字资源管理具有重要作用。
收稿日期:2024-01-10基金项目:国家重点研发计划(2022YFC2405600);国家自然科学基金(62276139,U2001211)引用格式:刘云,夏贵羽,孙玉宝,等.基于人体图像生成的姿态无关人物识别[J].测控技术,2024,43(4):61-67.LIUY,XIAGY,SUNYB,etal.Pose IndependentPersonIdentificationBasedonHumanBodyImageGeneration[J].Measure ment&ControlTechnology,2024,43(4):61-67.基于人体图像生成的姿态无关人物识别刘 云1,2,夏贵羽1,2,孙玉宝3,刘 佳1,2(1.南京信息工程大学自动化学院,江苏南京 210044;2.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏南京 210044;3.南京信息工程大学计算机学院,江苏南京 210044)摘要:人物识别技术能够使机器人具备对用户身份识别的能力,从而有效提高机器人的智能交互水平。
人物识别面临的主要挑战之一是姿态的变化对人物身份特征提取的影响。
针对该问题,提出基于人体图像生成的姿态无关人物识别方法,通过生成与库中目标人物相同姿态的人体图像,消除姿态变化对人物外观特征造成的影响。
该方法首先利用人体分割图将人体区域与背景分离,尽量降低复杂多变的背景对人物外观特征的干扰;然后在目标姿态的引导下生成与目标图像姿态一致的人物图像;最后设计了一个特征融合模块将源图像和生成图像的身份特征进行融合,提取姿态无关的鲁棒身份特征用于人物识别。
此外,为更好地区分不同的人物,在训练中生成相同姿态的负样本,对约束模型学习更为细粒的可鉴别性身份特征。
人物识别和人体图像生成的实验结果验证了该方法的有效性。
关键词:人物识别;人体图像生成;特征融合;姿态无关中图分类号:TP391 文献标志码:A 文章编号:1000-8829(2024)04-0061-07doi:10.19708/j.ckjs.2024.04.009Pose IndependentPersonIdentificationBasedonHumanBodyImageGenerationLIUYun1牞2牞XIAGuiyu1牞2 牞SUNYubao3牞LIUJia1牞2牗1.SchoolofAutomation牞NanjingUniversityofInformationScience&Technology牞Nanjing210044牞China牷2.JiangsuProvinceCollaborativeInnovationCenterofAtmosphericEnvironmentandEquipmentTechnology牞Nanjing210044牞China牷3.SchoolofComputerScience牞NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology牞Nanjing210044牞China牘Abstract牶Personidentificationtechnologyenablestherobotstohavetheabilitytorecognizetheidentitiesofusers牞whicheffectivelyimprovestheintelligentinteractionlevelofrobots.Oneofthemainchallengesofpersonidentificationistheinfluenceoftheposechangesonpersonfeatureextraction.Inordertosolvethisproblem牞apose independentpersonidentificationmethodbasedonhumonbodyimagegenerationisproposed牞whichaimstoeliminatetheinfluenceofposechangeonthepersonappearancefeaturesbygeneratingthehumanbodyimageswiththesameposesasthetargetpersonsinthedataset.Firstly牞themethodusesthehumanbodyseg mentationmaptoseparatethehumanbodyregionsfromthebackgroundtominimizetheinterferenceofthecomplexandchangeablebackgroundonthehumanbodyappearancefeatures.Then牞ahumanbodyimagewiththesameposeasthetargetimageisgeneratedundertheguidanceofthetargetpose.Finally牞afeaturefusionmoduleisdesignedtofusetheidentityfeaturesofthesourceandgeneratedimagetoextractpose independentrobustidentityfeaturesforpersonidentification.Inaddition牞tobetterdistinguishdifferentpersons牞negativesampleswiththesameposearegeneratedinthetrainingprocesstoconstrainthemodeltolearnmorefinegraineddiscriminativeidentityfeatures.Experimentalresultsonpersonidentificationandhumanbodyimagegenerationdemonstratetheeffectivenessofthemethod.Keywords牶personidentification牷humanbodyimagegeneration牷featurefusion牷pose independent对场景中的用户身份进行识别和确认,能够有效提高机器人交互的智能水平,场景识别如图1所示。
基于单目相机的3D人体姿态估计研究随着计算机科学和人工智能的快速发展,3D人体姿态估计成为计算机视觉领域一个重要的研究课题。
在许多应用中,如虚拟现实、人机交互、人体动作捕捉等领域,准确地估计人体的三维姿态对于实现自然交互和人体动作分析至关重要。
目前,人体姿态估计的方法主要分为基于深度图像和基于单目图像两类。
其中,基于深度图像的方法通常需要专用的深度传感器,如Microsoft Kinect,能够直接获取人体的三维信息。
而基于单目图像的方法则是通过普通摄像头获取的二维图像,通过计算机视觉和机器学习的技术来推测人体的三维姿态。
在基于单目相机的3D人体姿态估计研究中,最主要的挑战是从二维图像中恢复出三维姿态。
因为单目图像无法提供深度信息,所以需要通过图像中的视觉特征进行三维姿态的估计。
研究者们通过深度学习的方法,采用卷积神经网络(CNN)来提取图像特征,并结合回归模型或优化算法来推测人体的三维姿态。
在具体的研究中,研究者们通常会建立一个数据集,包含大量的人体姿态样本和对应的二维图像。
通过训练这些样本,使得模型能够学习到从二维图像到三维姿态之间的映射关系。
然后,在测试阶段,通过输入新的二维图像,模型能够输出对应的三维姿态。
然而,基于单目相机的3D人体姿态估计仍然存在一些挑战和限制。
例如,当人体处于遮挡或复杂动作时,模型可能无法准确估计姿态。
此外,由于单目相机的有限视角,模型可能无法获取到人体的全局信息,导致姿态估计的不准确性。
为了解决这些问题,研究者们正在不断尝试新的方法和技术。
例如,通过融合多个视角的图像,可以提供更多的信息来改善姿态估计的准确性。
同时,利用更强大的深度学习模型和更大规模的数据集,也可以进一步提高模型的性能。
总之,基于单目相机的3D人体姿态估计研究在计算机视觉领域具有重要的应用价值。
虽然仍然存在一些挑战,但通过不断的研究和创新,相信将来可以开发出更加准确和可靠的3D人体姿态估计方法,为实现自然交互和人体动作分析提供更好的技术支持。
基于机器视觉的人体姿态识别与动作分析人体姿态识别和动作分析是计算机视觉领域的重要研究方向,它涉及到从图像或视频中准确地识别和分析人体的姿态以及动作。
借助于机器视觉技术的发展,人体姿态识别和动作分析已经取得了突破性的进展,并广泛应用于人机交互、运动分析、智能监控等领域。
一、人体姿态识别人体姿态识别是指从静态或动态图像中准确地检测和估计人体的关键点位置,从而得到人体的姿态信息。
它的关键挑战在于解决人体姿态的多样性、复杂性和灵活性。
在人体姿态识别的研究中,常用的方法包括基于深度学习的方法和基于传统计算机视觉算法的方法。
基于深度学习的方法通过搭建深度卷积神经网络(CNN)或循环神经网络(RNN),实现对人体关键点的准确检测和姿态估计。
而传统计算机视觉算法的方法则通过对人体的边缘检测、形状分析、模型匹配等技术,实现对人体姿态的识别。
人体关键点的准确检测是人体姿态识别的核心问题之一。
近年来,一些研究者提出了一些先进的检测框架,如卷积神经网络和基于图模型的方法,能够有效提高关键点检测的准确性和鲁棒性。
此外,还有一些方法结合了时空信息,通过对姿态变化的建模,能够更好地应对复杂姿态的检测问题。
在实际应用中,人体姿态识别已经被广泛应用于人机交互、运动分析、姿态跟踪和智能监控等领域。
例如,在虚拟现实和增强现实中,人体姿态识别可以用于人机交互和虚拟人物动画的生成。
在运动分析和运动疾病康复领域,人体姿态识别可以用于姿势评估和运动分析。
此外,人体姿态识别还可以应用于智能家居、智能驾驶等领域,实现更加智能化和便利化的生活方式。
二、动作分析动作分析是指从图像序列或视频中准确地分析和识别人体的运动行为。
它的目标是推断人体运动的目的、意图和情感状态,为智能监控、行为识别、人机交互等领域提供基础支持。
在动作分析中,常用的方法包括基于深度学习的方法和基于传统计算机视觉算法的方法。
基于深度学习的方法通常是通过搭建循环神经网络(RNN)、长短时记忆网络(LSTM)或卷积神经网络(CNN)等模型,学习和提取动作序列的空间和时间特征,从而实现对动作的分类和识别。
人脸识别,是基于人的脸部特征信息进展身份识别的一种生物识别技术。
用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而对检测到的人脸进展脸部的一系列相关技术,通常也叫做人像识别、面部识别。
中文名人脸识别别名人像识别、面部识别工具摄像机或摄像头传统技术可见光图像的人脸识别处理方法人脸识别算法用途身份识别1技术特点2技术流程▪人脸图像采集及检测▪人脸图像预处理▪人脸图像特征提取▪人脸图像匹配与识别3识别算法4识别数据5配合程度6优势困难▪优势▪困难7主要用途8应用前景9主要产品▪数码相机▪门禁系统▪身份辨识▪网络应用▪娱乐应用10应用例如技术特点编辑人脸识别传统的人脸识别技术主要是基于可见光图像的人脸识别,这也是人们熟悉的识别方式,已有30多年的研发历史。
但这种方式有着难以克制的缺陷,尤其在环境光照发生变化时,识别效果会急剧下降,无法满足实际系统的需要。
解决光照问题的方案有三维图像人脸识别,和热成像人脸识别。
但这两种技术还远不成熟,识别效果不尽人意。
迅速开展起来的一种解决方案是基于主动近红外图像的多光源人脸识别技术。
它可以克制光线变化的影响,已经取得了卓越的识别性能,在精度、稳定性和速度方面的整体系统性能超过三维图像人脸识别。
这项技术在近两三年开展迅速,使人脸识别技术逐渐走向实用化。
人脸与人体的其它生物特征〔指纹、虹膜等〕一样与生俱来,它的唯一性和不易被复制的良好特性为身份鉴别提供了必要的前提,与其它类型的生物识别比拟人脸识别具有如下特点:非强制性:用户不需要专门配合人脸采集设备,几乎可以在无意识的状态下就可获取人脸图像,这样的取样方式没有“强制性〞;非接触性:用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像;并发性:在实际应用场景下可以进展多个人脸的分拣、判断及识别;除此之外,还符合视觉特性:“以貌识人〞的特性,以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。
技术流程编辑人脸识别系统主要包括四个组成局部,分别为:人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。
人脸识别中的活体检测算法研究随着科技的不断进步和普及,人脸识别技术在现代社会的很多领域得到了广泛应用,比如门禁、支付、安防等。
尤其在支付领域,人脸支付已经成为一个不可忽视的趋势。
然而,就在人们享受人脸识别技术的便利时,一些新兴的攻击手法应运而生,比如攻击者可以使用3D打印模型或视频投影等方式来欺骗人脸识别系统,因此活体检测技术应运而生。
本文将重点介绍人脸识别中的活体检测算法研究。
活体检测技术简介活体检测技术是指通过图像或视频判断与之对应的人脸是否是真实的,而非静态照片或者虚假的模拟人脸。
活体检测算法是为了防止虚假的生物识别而产生的一种技术手段,它能够非常有效地避免使用照片或者视频等静态图像实现人脸欺骗。
目前常见的活体检测方法主要包括以下几种:1. 基于外观的方法基于外观的方法通过图像或视频的外观表现来判断是否为真实的人脸,如表情、头部运动、光线等。
其中,动态的表情、眨眼、嘴唇的移动等都可以用于活体检测。
2. 基于生理特征的方法基于生理特征的方法是根据人脸图像或视频中反映的人体生理状态来判断是否为真实人脸,如血液循环、瞳孔的反应等。
3. 基于组合特征的方法基于组合特征的方法将多种不同的特征组合在一起来进行活体检测。
例如,结合深度学习技术,可以将时间序列信息和空间信息来判断图片或视频是否为真实。
基于组合特征的方法在实际应用中通常能够发挥比较好的效果。
主流活体检测算法基于外观的方法在实际应用中效果比较好且比较方便,因此基于外观的活体检测方法得到了广泛的应用。
以下介绍几种流行的基于外观的活体检测算法。
1. Texture analysis based method(TAB)Texture analysis based method 是一种基于纹理分析的生物特征检测方法,该方法通过采用Gabor滤波器来提取图像中的纹理特征,然后计算该图像的特征向量,进而判断该图像是否为真实人脸。
2. Convolutional neural network( CNN)Convolutional neural network 是一种基于深度学习的方法,该方法通过卷积神经网络来提取静态照片中的特征,特别是表情和头部运动等特殊特征,从而进行生物识别实现人脸认证。
人体动作识别方法
人体动作识别是计算机视觉领域的一个重要研究方向,其目标是通过分析视频或图像序列,自动识别和分类人体动作。
目前,人体动作识别方法主要可以分为以下几种:
1. 基于模板的方法:首先定义一组代表不同动作的模板,然后通过将输入的视频序列与模板进行匹配来进行动作识别。
这种方法简单直观,但需要预先定义模板,且对相似动作的区分能力较弱。
2. 基于概率统计的方法:将动作表示成一连串的状态序列,每个状态都有自己的表现与动态特征。
然后观察状态间转化规律与时间函数之间的关系,建立转移函数,利用转移函数进行动作识别。
这种方法能够处理更复杂和连续的动作,但计算量较大。
3. 基于深度学习的方法:利用深度学习算法对大量数据进行训练和学习,自动提取和识别动作特征。
基于深度学习的方法是目前最为主流的人体动作识别方法,主要分为基于卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)的方法。
CNN方法适用于静态图像中的动作识别,而RNN方法适用于视频序列中的动作识别。
基于图神经网络(GNN)的方法也受到了关注,该方法将人体骨架的拓扑结构定义为邻接矩阵,使用图结构对骨架序列进行建模提取人体的时空运动特征。
以上内容仅供参考,建议咨询计算机视觉领域专业人士获取更准确的信息。
基于MediaPipe的人体姿态识别的健身应用发布时间:2023-04-26T03:14:35.517Z 来源:《科技潮》2023年5期作者:林昕杰黄菲何正涛祁朋博吴昊祺陆贝妮*(通讯作者)[导读] 当前人工智能技术的迅速发展,固定情景下对于人体姿态识别具有十分重要的研究意义。
嘉兴南湖学院信息工程学院浙江嘉兴 314001摘要:本项目提出了基于MediaPipe人体姿态模型的健身应用方法,重点介绍了基本的实现流程以及应用思路,通过采集人体姿态的数据,对人体的健身姿态进行识别,获取人体关键点的像素坐标,进一步分析和计算,得到了人体关节间的夹角、距离等数据,创建人体姿态模型,充分利用MediaPipe框架应用于健身。
本项目在人体姿态检测和健身应用方面具有一定的参考价值,也为其他的识别技术给予借鉴。
关键词:MediaPipe;人体姿态;健身1.研究背景及意义当前人工智能技术的迅速发展,固定情景下对于人体姿态识别具有十分重要的研究意义。
卷积神经网络的出现,使得人们不仅可以分析静态图像的人体姿态动作,在一些性能优秀的模型中,已经能够通过视频对人体的动作进行分析,使得这方面的研究在视频监控,人机接口,基于内容的视频检索等方面逐渐成为一个具有广泛应用前景的研究课题。
受大环境影响,人们去专业健身房的频次减少,居家健身已经成为了新热潮。
然而居家健身所存在的氛围感不强、缺乏专业教练指导等痛点问题却依旧存在。
基于此种情况,众多能够增强居家健身氛围的家庭智能健身设备也顺势而起,跃入健身爱好者的眼帘。
这时人体姿态识别可以在健身领域能够发挥出重大作用。
2.MediaPipe介绍2.1算法介绍MediaPipe是一个由Google开发的开源框架,基于更加方便构建媒体处理应用程序的目的,包括计算机视觉、音频处理和手部跟踪等。
MediaPipe框架提供了一种灵活的方式,将多个处理步骤组合成一个流水线,以便有效地处理媒体数据。
MediaPipe的核心是一种基于数据流的编程模型,借助于MediaPipe,能够把用户指定输入的数据流构建为一条计算的流水线,其中每个节点都可以执行一些数据处理操作。
使用计算机视觉技术进行人群计数的方法与工具人群计数是指利用计算机视觉技术对人群数量进行精确估计的过程。
随着城市化进程的加速和人口规模的增长,人群计数在城市规划、交通管理、安防监控等领域起着重要作用。
本文将介绍人群计数的方法和常用工具,以助于读者更好地理解和应用这一技术。
一、方法1. 静态图像计数方法:这种方法适用于通过静态图像统计人群数量。
常见的方法包括基于人头检测、基于人体姿态识别和基于密度估计。
- 基于人头检测:该方法通过人头检测算法识别图像中的人头,然后根据人头数量估计人群数量。
常用的算法包括Haar级联、HOG+SVM和深度学习算法。
- 基于人体姿态识别:该方法通过识别人体的姿态信息,如肩膀、手臂等,来估计人群数量。
常用的算法包括人体关键点检测和姿态估计。
- 基于密度估计:该方法通过对人群密度进行估计来得到人群数量。
常见的算法有高斯过程回归和基于深度学习的CSRNet。
2. 动态视频计数方法:这种方法适用于通过视频流统计人群数量。
常见的方法包括基于背景建模、基于运动检测和基于深度学习的方法。
- 基于背景建模:该方法通过对视频帧进行背景建模,然后对前景目标进行分割和计数。
常用的背景建模算法有高斯混合模型和自适应背景建模算法。
- 基于运动检测:该方法通过检测视频中的运动目标来进行计数。
常见的运动检测算法有光流法和帧差法。
- 基于深度学习:该方法通过使用深度学习模型来对视频中的人群进行检测和计数。
常用的深度学习模型有YOLO、SSD和Faster R-CNN。
二、工具1. OpenCV:OpenCV是一个开源的计算机视觉库,提供了丰富的图像和视频处理函数,可以用于人群计数任务中的静态图像计数和动态视频计数。
它支持多种编程语言,如C++、Python和Java。
2. Dlib:Dlib是一个功能强大的C++开源库,包含了很多机器学习和计算机视觉算法,可以用于人群计数中的人头检测、姿态估计和运动检测等任务。