室内监控环境下的跌倒行为检测算法研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:GYF463878110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国人口老龄化程度的加快,居家养老逐渐成为趋势。老人在居家生活时容易发生跌倒事件,如果得不到及时救助,轻者造成身心伤害,严重者甚至会危及生命。因此,研究能够及时检测出老人跌倒行为的方法,具有重大的研究价值和社会意义。随着监控设备的普及,基于计算机视觉的老人跌倒行为检测算法已成为研究重点。论文主要工作如下:(1)提出了一种基于时序特征分类的RGB-D视频高效跌倒行为检测方法。针对跌倒行为与正常行为的特点,提出了一种基于时序特征分类的RGB-D视频快速跌倒行为检测方法。首先,在YOLOv3目标检测算法上做出了改进,针对人体目标检测任务,简化了骨干网络结构并调整了多尺度预测分支,提出了改进的轻量级实时人体目标检测器;其次,还改进了人体跌倒行为特征提取方法。与常见的主要基于RGB图像的二维特征提取思路不同,结合深度信息,将特征维度延伸到三维空间,探索更有区分性和鲁棒性的特征提取方式;最后,利用擅长序列信息处理的深度森林算法对时序运动特征进行分类,判断是否发生跌倒。实验结果表明,提出的跌倒行为检测算法在UR Fall Dataset公开数据集以及实验室自主采集的RGB-D行为数据集上均取得了不错的性能。(2)针对夜间场景和隐私保护的需求,提出了一种基于CNN-LSTM和注意力机制的跌倒行为检测算法。算法处理对象是深度图像序列。在特征提取网络部分引入卷积注意力模块,提升对人体视觉外观特征的表示能力;其次,在LSTM循环神经网络部分引入时间注意力机制,帮助网络学习长时信息中的重要部分。最后,网络的输出通过softmax函数分类,实现端到端的跌倒行为检测。实验结果表明,提出的跌倒行为检测算法在几个公开数据集上均取得了较好的检测效果,准确率达到97.07%。(3)提出了一种基于神经网络的多模态特征融合跌倒行为检测方法。目前大多数跌倒检测方法基于单一模态数据,很难处理人体行为的复杂性和随意性问题。结合深度图像与人体骨架信息,提出一种多模态特征融合的跌倒检测方法。针对深度图序列,通过CNN提取视觉外观特征,然后送入LSTM网络中对特征序列之间的复杂时间依赖关系建模;针对人体骨架序列,则利用图卷积神经网络提取骨架序列的拓扑特征,并通过softmax函数实现特征分类。最后,将两种模态特征的分类结果进行后融合,实现跌倒检测。实验结果表明,提出的方法相比于单模态跌倒行为检测算法在鲁棒性和准确性上均有所提高,准确率达到99.21%。
其他文献
随着人工智能领域的飞速发展,物体识别技术的研究成为越来越多人关注的热点,物体识别技术中最为关键的部分就是特征提取,传统的特征提取算法一般采用人工设计的方法,不能准确的表示物体的特征信息,如何对特征提取算法进行优化,得到更为准确、完整的物体特征信息成为物体识别领域的主要研究方向。为了能够有效的完成物体识别的特征提取和分类工作,本文将稀疏字典学习算法应用于物体的特征提取过程,本文主要工作如下:首先,分
2020年12月20日,"2020中国区域农业品牌发展论坛暨2020中国区域农业品牌年度盛典"系列活动在北京拉开帷幕,论坛重磅发布了《中国区域农业品牌发展报告(2020)》(以下简称《报告》)。《报告》将我国农业概括为一个"稳"字。从"稳"出发,将区域农业公用品牌在2020年的突出特征以及对2021年的憧憬进行诠释:中国经济稳中有升,农业品牌稳成长,特色品牌稳增长,2021稳预期。
期刊
姿态估计使计算机能够识别图像中人体的解剖学关键点,作为人体动作识别和行为分析的研究基础,姿态估计广泛的应用于智能监控、人机交互等领域,是计算机视觉领域的研究热点。随着深度学习的引入,使得基于静态图像的多人人体姿态估计的性能得到一定提升,进而发展出基于视频的多人人体姿态跟踪技术。然而由于人体交互遮挡、服饰多样化、自身遮挡、光照变化和场景物体干扰等因素,使得多人人体姿态估计与跟踪仍然是具有挑战性的一项
太阳能电池作为新一代清洁能源的制造者,其缺陷的存在极大地影响太阳能电池使用寿命和转换效率。基于机器视觉的太阳能电池缺陷检测技术为太阳能电池成品质量提供了有效保障。然而,由于太阳能电池缺陷样本数据规模少、背景出现非均匀随机纹理分布等情况,依靠大量数据训练的深度学习方法和基于背景重构的方法应用于太阳能电池缺陷检测时存在诸多问题。为此,本文提出了一种基于生成对抗网络的太阳能电池缺陷数据增强方法和一种针对
随着集成电路的逐步发展,器件的特征尺寸被要求不断减小,铝及其合金已无法适应这种改变,由于铜具有更低的电阻率和RC延迟、更优越的抗电迁移特性,已完全取代铝成为首选的深亚微米IC金属布线材料。迄今为止,化学机械平坦化(CMP)被认为是可以同时兼顾全局和局部平坦化要求的最有效方法,已广泛应用于多层铜布线双大马士革镶嵌工艺中。但由于抛光后的铜表面存在分界面化学反应和研磨微粒,会引入沾污和表面缺陷,尤其是以
三甲胺臭味是电冰箱贮藏食品产生异味中的代表物.通过实验得到多种活性炭吸附三甲胺的实验结果;筛选出能有效去除食品贮藏异味的活性炭吸味剂,给出了吸附净化效率并与日本、香港同类产品作了比较.
近年来,深度学习技术的发展十分迅速,在文本处理,语音识别,目标检测等领域获得了巨大的成功。目前国内外学者利用深度学习技术在很多专业领域都取得了不错的成果,但是在课堂教学分析领域,深度学习技术还缺少有效的应用方案。在课堂教学活动中,识别学生在课堂中的行为状态有利于分析学生的课堂学习效率和质量,并对教师的课堂教学质量进行评估,为此本文提出了两种基于深度学习的课堂行为识别算法。首先是基于可穿戴传感器的课
在富勒烯笼上或笼内掺入氮原子或相关的氮化物形成的氮掺杂富勒烯不仅具有富勒烯的物理化学性质,同时还具有由于氮原子的掺入导致电子结构改变而产生的各种独特的性质,包括稳定性、磁性、反应活性等。理论计算是评估氮掺杂富勒烯结构稳定性和反应性、预测其物理化学性质以及潜在应用的有效方法。本论文采用密度泛函理论(DFT)计算了一系列氮掺杂富勒烯结构,系统分析了其电子结构、成键方式、催化反应活性以及芳香性等性质,并
磁致伸缩位移传感器具有测量精度高、量程大、安装简便、使用安全可靠等优点,其在液压系统位移测量、大型油箱液位监测、工业生产物位检测等领域发挥着重要作用。但是,磁致伸缩位移传感器中存在反射波干扰问题与测量盲区问题,可能会导致传感器的测量准确性与有效量程降低,严重时甚至会使传感器失效。本文针对上述问题,从传感器输出特性影响因素的角度出发,通过分析传感器中波导丝、固定装置、阻尼装置等对其输出电压的影响,探
在油田开发过程中,套管损坏给油田生产带来了许多不便,导致油田注采井网布局不合理,开发效果变差。套损修复影响油田开发并增加了生产成本。本文从喇嘛甸油田X块井区套损实际情况出发分析了套损原因。制定了套损的治理及恢复方案。