《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 基于計算機圖像序列的人體步態(tài)參數(shù)獲取方法
基于計算機圖像序列的人體步態(tài)參數(shù)獲取方法
摘要: 人體步態(tài)分析在臨床診斷、物理治療和體育訓練等領域有重要意義。通過步態(tài)分析可以獲得人體下肢的運動信息,從而為病人的康復治療及運動員的優(yōu)化訓練提供依據(jù)。
Abstract:
Key words :

人體步態(tài)分析在臨床診斷、物理治療和體育訓練等領域有重要意義。通過步態(tài)分析可以獲得人體下肢的運動信息,從而為病人的康復治療及運動員的優(yōu)化訓練提供依據(jù)。

現(xiàn)有的基于圖像序列的步態(tài)分析方法常將人體視為一連接型物體(Articulated object,就是以某種連接方式連接在一起的多個剛性部分組成的物體),并借助于圖像序列分析的方法獲取運動參數(shù)。Rashid的方法是將一些小亮斑置于人體的各關節(jié),在攝像機獲得人體運動的圖像序列后可由這些小亮斑的位置得到人體運動的骨架型模型,然后通過這種模型跟蹤人體的運動。Chen的模型采用了14個連接點和17個剛性連接部分,并對人體的運動施加了一些約束,如:雙腿或雙手不能同時向前或向后運動等。因為某些未康復病人的運動往往不全滿足這些約束,所以Chen的方法對于獲取未康復病人的運動參數(shù)存在明顯的缺陷。Baumberg利用周期B樣條逼近圖像序列的人體輪廓,并通過對若干圖像序列的訓練自動獲得2D的輪廓模型。

以上的分析方法都建立在復雜的數(shù)學模型之上,計算的負擔較重,有的方法甚至要花很長的時間才能得到運動參數(shù)的估計值。另外,以上的一些分析方法除考慮步態(tài)的分析參數(shù)外,還涉及了諸如手勢等人體其它部分的分析參數(shù),這對于步態(tài)分析而言,自然是浪費了許多不必要的時間。現(xiàn)有的這些方法的執(zhí)行速度,嚴重影響了它們的實際應用。

針對現(xiàn)有分析方法所存在的缺陷,本文將利用時空XYT中的XT切片上的數(shù)據(jù)實時地重建出運動軌跡,并由此反映出人體的步態(tài)情況。在運動軌跡的重建中,本文利用基于常加速度模型的Kalman濾波,并利用模糊綜合評判的方式進行軌跡關聯(lián),使得兩腿在交叉時刻附近的運動軌跡能得到正確的延續(xù)。



1 本文方法的實現(xiàn)過程

圖1(a)為一人體運動圖像序列,圖1(b)為圖像序列的時空XYT的某一切片XT,它顯示了兩條腿所留下的印跡。這些印跡包含著人體運動的步態(tài)信息,如何利用XT上的印跡獲取步態(tài)參數(shù)是十分重要的。本文的方法是利用Kalman濾波建立XT上的兩下肢輪廓點的運動軌跡(共四條軌跡),同時得到每一時刻運動軌跡的速度及加速度信息。輪廓點的遮擋問題可以通過Kalman濾波對輪廓點的預測得到解決。

1。1 軌跡跟蹤

在一維跟蹤中,可定義狀態(tài)向量為:



其中,x(t)為位置坐標;v(t)和a(t)分別代表速度和加速度。由狀態(tài)向量可得狀態(tài)方程



其中



T為圖像幀間的時間間隔;n(k)為零均值白噪聲序列。對所有的k和j,

由狀態(tài)向量可得到觀測方程為



其中H=[1,0,0];η一維零均值噪聲,方差為。

根據(jù)文獻,和的值可根據(jù)圖像序列的實際情況加以確定。

由于狀態(tài)方程和觀測方程都是線性的,所以我們可以用標準的卡爾曼濾波器分別對四條軌跡進行預測跟蹤。有關卡爾曼濾波的具體內(nèi)容請參閱文獻,這里不再贅述。

1。2 用模糊綜合評判進行軌跡關聯(lián)

在軌跡的關聯(lián)中,我們用模糊集理論對預測點與實際點之間的距離、三幀圖像的方向函數(shù)及速度函數(shù)進行綜合評判。取評判因子為λ1、λ2和λ3。距離的隸屬度函數(shù)的取法如下:



(5)式中MAX(d)是指整個圖像序列中的距離的最大值。為軌跡i在t+1幀圖像中的預測位置,為t+1幀圖像中點j的位置。方向的隸屬度函數(shù)的取法如下:



其中,MAX(S)指整個圖像序列的最大速度函數(shù)值。模糊評判按下式進行:



對于軌跡i,我們將第t+1時刻的每一輪廓點代入(5)式,并計算出最小的M(i,j)。這樣,我們就可以將點j歸入軌跡i之中。如果特征點j同時使下面二式成立:



上兩式中s代表t+1時刻的任一輪廓點。在這種情況下,我們就要比較M(i,j)和M(k,j)的大小,當M(i,j)<M(k,j)時,我們將輪廓點j歸入軌跡i,而將另一點g歸入軌跡k,g滿足下式:



在處理第一和第二時刻的輪廓點時,(5)式用下式代替。





當輪廓點出現(xiàn)遮擋現(xiàn)象時,我們可以將預測位置作為實際特征點的位置,從而使軌跡得以延續(xù)。由于前三時刻圖像對于輪廓點的跟蹤起著重要的作用,所以我們假設在前三時刻無遮擋現(xiàn)象發(fā)生。

2 實驗分析

一單目動態(tài)圖像序列的實驗情況如圖2所示,圖像為256×256黑白點陣圖像。圖2(a)中列出了該序列的第1、第8、第15和第22幀圖像。在圖像的Y=225處獲得XT切片。圖2(b)顯示了XT切片上的兩下肢的輪廓點,當(2)式中n(k)的方差取0.015,(4)式中η(k)的方差取0.05。評判因子為λ1、λ2和λ3取0.5、0.25、0.25,則可得到圖2(c)所示的軌跡重建結果。在下肢交叉運動時,某些輪廓點可能被遮擋,用Kalman濾波的預測位置代替遮擋點的位置,使圖2(c)的軌跡得到了很好的延續(xù)。

通過輪廓點軌跡的建立,就可以從Kalman濾波中獲得軌跡在每一時刻的速度和加速度等信息,而這些信息完全反映了人體的步態(tài)情況。由于這一過程計算簡單,計算機的計算負擔很輕,所以具有較高的完成速率。

本文摒棄了人體圖像序列分析的復雜數(shù)學模型,從圖像學的某一XT切片入手,從XT切片上離散的輪廓點重建出運動軌跡。軌跡的重建通過Kalman濾波的方法,使得輪廓點的遮擋問題能通過預測向量的方法得到解決。同時通過Kaman濾波,得到了每一時刻輪廓點運動的速度及加速度等信息,也就是獲得了步態(tài)參數(shù)。由于本文方法具有較高的完成速率,所以更具實用價值。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
国产亚洲成av人在线观看导航| 亚洲国产天堂久久综合网| 乱码第一页成人| 欧美一区二区三区在线观看视频| 一区二区三区欧美在线| 99热在线精品观看| 日韩午夜黄色| 亚洲美女中出| 99re6这里只有精品| 日韩视频在线免费观看| 亚洲狼人综合| 一区二区不卡在线视频 午夜欧美不卡在| 亚洲日本理论电影| 亚洲欧洲日韩综合二区| 91久久久一线二线三线品牌| 亚洲黄一区二区| 亚洲欧洲一级| 亚洲精品美女久久7777777| 亚洲欧洲一区二区三区久久| 亚洲三级电影在线观看| 亚洲精品一区二区三区在线观看| 亚洲精品乱码| 一区二区三区四区国产| 亚洲深夜av| 亚洲欧美日韩精品一区二区| 亚洲欧美综合国产精品一区| 欧美专区在线| 久久一区二区三区四区五区| 蜜臀91精品一区二区三区| 欧美韩日一区二区三区| 欧美日韩国产限制| 国产精品免费网站在线观看| 国产精品自拍三区| 韩日精品在线| 亚洲精品欧美精品| 亚洲性感美女99在线| 欧美一级理论性理论a| 久久精品视频va| 亚洲美女在线看| 亚洲制服少妇| 久久久久久午夜| 欧美1区免费| 欧美日韩中文字幕精品| 国产精品一区二区三区乱码| 精品福利av| 99精品热视频| 欧美一区二区三区婷婷月色| 亚洲国产天堂网精品网站| 艳女tv在线观看国产一区| 亚洲免费在线| 久久婷婷国产综合精品青草| 欧美国产一区二区三区激情无套| 欧美日韩一区在线观看视频| 国产丝袜一区二区三区| 亚洲激情视频在线播放| 亚洲一区视频| 亚洲国产小视频| 亚洲一区二区视频在线| 久久亚洲欧美| 国产精品久久精品日日| 激情另类综合| 99精品久久久| 久久精品理论片| 一区二区三区色| 久久久久www| 欧美网站在线| 一区二区三区无毛| 亚洲天堂成人在线观看| 久久精品人人做人人爽| 亚洲无人区一区| 麻豆成人小视频| 国产精品国产三级国产aⅴ入口| 黄色成人免费观看| 亚洲特级片在线| 亚洲精品一区二区三区不| 欧美一区二区三区免费观看视频| 欧美高清视频一二三区| 国产欧亚日韩视频| 一区二区欧美国产| 亚洲国产精品一区二区www| 亚洲欧美日韩国产中文| 欧美3dxxxxhd| 国产亚洲一区二区精品| 一区二区久久久久| 亚洲精品一品区二品区三品区| 久久精品人人爽| 国产精品乱码久久久久久| 亚洲欧洲综合另类在线| 久久激情婷婷| 欧美中文在线视频| 国产精品theporn88| 亚洲国产天堂久久综合网| 久久精品国产第一区二区三区最新章节| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 欧美国产日本高清在线| 一区二区三区在线免费播放| 亚洲欧美精品在线观看| 亚洲香蕉在线观看| 欧美另类videos死尸| 依依成人综合视频| 欧美专区在线观看一区| 欧美一区二区私人影院日本| 国产精品成人免费精品自在线观看| 亚洲国产婷婷| 亚洲国产色一区| 快射av在线播放一区| 好看的av在线不卡观看| 欧美一区二区福利在线| 欧美一区二区日韩一区二区| 国产精品电影在线观看| av不卡在线观看| 一本一本久久a久久精品综合麻豆| 欧美成人69| 亚洲国产免费看| 亚洲人成人一区二区三区| 久久一区二区三区av| 国精产品99永久一区一区| 欧美一区精品| 久久久国产一区二区| 国产综合在线看| 欧美中文字幕在线播放| 久久久999国产| 国产自产v一区二区三区c| 久久精品99国产精品| 久久综合九色综合网站| 在线成人黄色| 亚洲美女啪啪| 欧美日韩精品免费观看| 亚洲伦理自拍| 亚洲免费一在线| 国产欧美日韩综合| 欧美中文字幕不卡| 美女脱光内衣内裤视频久久影院| 在线国产欧美| 99在线精品视频| 欧美午夜视频一区二区| 亚洲一区二区三区精品视频| 先锋a资源在线看亚洲| 国产日韩视频一区二区三区| 欧美在线亚洲综合一区| 麻豆精品网站| 亚洲精品免费一二三区| 亚洲女优在线| 国产亚洲成精品久久| 亚洲第一搞黄网站| 欧美精品videossex性护士| 夜夜精品视频一区二区| 午夜精品久久久久久久蜜桃app| 国产女优一区| 亚洲电影免费观看高清完整版| 免费成人你懂的| 亚洲最新视频在线| 欧美在线综合| 亚洲激情一区| 午夜一区二区三区在线观看| 国精品一区二区| 夜夜嗨av一区二区三区四区 | 一本久久青青| 久久福利精品| 91久久一区二区| 香港成人在线视频| 在线观看不卡av| 亚洲永久免费观看| 激情一区二区三区| 亚洲一区二区三区涩| 国产精品免费区二区三区观看| 久久xxxx精品视频| 欧美日韩免费高清| 午夜伦理片一区| 欧美激情一区在线| 亚洲欧美日韩中文播放| 欧美黄色免费| 午夜在线精品| 欧美精品一卡二卡| 午夜久久美女| 欧美日韩视频第一区| 久久精品九九| 国产精品国产一区二区| 亚洲国产va精品久久久不卡综合| 欧美调教vk| 91久久久亚洲精品| 国产日韩欧美视频| 一区二区三区成人| 好看的日韩视频| 亚洲欧美日本国产有色| 在线免费观看视频一区| 性久久久久久久久久久久| 亚洲日韩欧美一区二区在线| 欧美中文字幕视频| 日韩一区二区精品视频| 久久免费偷拍视频| 亚洲午夜国产成人av电影男同| 老司机精品视频网站| 亚洲综合社区| 欧美日韩国产综合新一区| 久久精品夜色噜噜亚洲a∨ | 亚洲激情偷拍| 久久只有精品| 翔田千里一区二区| 欧美性猛交xxxx乱大交蜜桃|