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专利号: 2018111589198
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于,包括以下步骤:S1获取同步的深度手势图像和RGB手势图像,所述手势属于预设的C种手势之一,对深度手势图像进行前景图像提取得到第一前景图像,对RGB手势图像进行前景图像提取得到第二前景图像;

S2使用SURF算法对第一前景图像进行特征提取,对提取的特征进行稀疏编码,并使用多类线性SVM分类算法得到每种预设手势的第一hinge损失函数;

S3使用SURF算法对第二前景图像进行特征提取,对提取的特征进行稀疏编码,并使用多类线性SVM分类算法得到每种预设手势的第二hinge损失函数;

S4使用D-S证据理论方法分别对每种预设手势的第一hinge损失函数和第二hinge损失函数进行决策融合得到识别结果。

2.如权利要求1所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于:所述深度手势图像的深度数据包括用户索引,检索所述深度数据的用户索引分割出所述第一前景图像。

3.如权利要求1所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于,所述RGB手势图像的前景图像提取方法具体为:S1.1计算出所述RGB手势图像的最大灰度值Zmax和最小灰度值Zmin,令初始阈值为S1.2根据阈值T0将所述RGB手势图像分割成前景图像和背景图像,计算出前景图像的平均灰度值Z0、背景图像的平均灰度值Zb和新的阈值S1.3使用T1迭代T0,多次重复步骤S1.2,直到T1=T0,得到的前景图像即为所述第二前景图像。

4.如权利要求1所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于,所述步骤S2中对提取的特征进行稀疏编码的方法具体为:S2.1由所述第一前景图像的特征描述符X=[X1,X2,...,Xn],训练基向量字典及稀疏表示系数α优化目标函数,其中X是D维特征空间中的一组SURF特征描述符,目标函数为:其中λ为正则化参数,S(ai)是稀疏代价函数,

步骤a:首先固定φi,调整αi,使得目标函数最小,步骤b:然后固定αi,调整φi,使得目标函数最小,步骤c:多次重复步骤a和b,迭代改变φi及αi直至收敛,得到特征描述符X进行稀疏编码的结果a=[a1,a2,...,an]。

5.如权利要求4所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于,所述步骤S2中使用多类线性SVM分类算法得到每种预设手势的第一hinge损失函数的具体步骤为:S2.2构造最大池函数,在特征描述符X进行稀疏编码的结果α每列定义以下池函数:z=F(φ)

zj=max{|α1j|,|α2j|,...,|αMj|}其中F(φ)为稀疏码的最大池函数,z为池化特征,zj是z的第j个元素,αij是稀疏编码结果α的第i行和第j列的矩阵元素,M是所述特征描述符X包括SURF特征的数量;

S2.3利用zj构造线性核函数如下:

其中 为图像特征点(s,t)在l层的稀疏编码最大池函数;

S2.4构造线性SVM的决策函数f(z)

使用训练集 通过一对所有策略训练C个线性SVM,每个SVM的优化目标为:

分别得到每种预设手势的第一hinge损失函数

6.如权利要求5所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于:所述步骤S3对于所述第二前景图像使用与所述步骤S2相同的方法获得每种预设手势的hinge损失函数。

7.如权利要求6所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:S4.1分别使用每个第一hinge损失函数 构造 定义识别框架Θ上的基本概率分配为:

其中Θ=[H11,H12,…,H1C],其中H1j的手势类别为j,j∈{1,2,...C},0<β<1为控制参数,φj为满足以下条件的递减函数:φj(0)=0

S4.2根据D-S证据理论分别计算C个手势类别的mass函数mg1(H1j),得到包括C个mass函数的第一全局BPA,mass函数的计算方法如下:p∈{1,...,C}

其中:

S4.3对于C个hinge损失函数重复步骤S4.1和4.2,得到包括C个mass函数mg2(H2j)的第二全局BPA;

S4.4由所述第一全局BPA和所述第二全局BPA,计算出C个组合mass函数Mj(A),计算方法如下:S4.5筛选出C个组合mass函数Mj(A)的最大值MAX(Mj(A)),确定第j种手势为识别结果。

8.如权利要求1所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于:所述步骤S2中使用SURF算法对第一前景图像进行特征提取获得的图像特征为64维特征描述子。

9.如权利要求1所述的基于稀疏编码的加速鲁棒特征双模态手势意图理解方法,其特征在于:所述深度手势图像通过Kinect设备获取。