[发明专利]一种行人结构化特征表达方法

权利要求书

1.一种行人结构化特征表达方法，包括以下步骤：

S1，获取行人监控图像，提取行人预设的主要的关节点的图像位置信息；

S2，结合行人连续运动特点，计算行人的时间运动特征数据，形成行人的时间运动特征数据集，时间运动特征数据包括行人步态周期内最大步幅大小、人体运动速度、关节点摆动幅度频率、关节点之间的距离比、关节夹角；

S3，根据行人关节点图像位置信息估计行人的局部区域在图像中的位置，利用HOG特征提取算法与LBP特征提取算法，提取行人的局部区域的空间特征数据，形成行人空间特征数据集，该空间特征包括梯度特征、纹理细节、旋转不变量；

S4，融合行人的时间运动特征数据和空间特征数据，形成行人时空特征向量，设计行人结构化特征表达模型；

S5，提取待识别行人的时间运动特征数据和空间特征数据，形成时空特征向量；

S6，利用行人结构化特征表达模型，对比分析行人目标与待识别行人之间的相似度，实现行人的识别；

所述步骤S2中计算行人的时间运动特征数据，具体包括以下：

S2.1，通过计算两脚踝关节点之间的距离，即为步幅大小M，则最大步幅通过下列公式得到，最大步幅时刻为一个步态周期T内，左右脚掌同时着地的时刻：

其中，(x_f1,y_f1)表示左脚踝关节点坐标，(x_f2,y_f2)表示右脚踝关节点坐标，步态周期T表示人在行走时，一侧脚掌离地到该脚掌再次着地期间所用的时间；

S2.2，计算人体运动速度通过下列公式计算得到，S表示行人在n个步态周期T内的移动距离：

S2.3，计算关节点摆动幅度频率f_K，通过下列公式计算得到，T_k表示行人第K关节点从距离身体中垂线最远的关节点到该第K关节点摆回到身体中垂线同侧距离身体中垂线最远关节点所用的时间，则n个步态周期内的摆动幅度频率为：

S2.4，计算行人颈部关节点到胯部关节点的距离L₁与颈部关节点到脚踝关节点的距离L′₁之比γ₁，颈部关节点到胯部关节点的距离L₂与胯部关节点到脚踝关节点的距离L′₂之比γ₂，距离比γ可通过下式求得：

其中，L_i和L′_i都采用欧式距离公式进行计算；

S2.5，分别计算得到上关节夹角σ₁、中关节夹角σ₂和下关节夹角σ₃，其中上关节夹角σ₁为身体中垂线同一侧的手腕关节点到手肘关节点的连接线和肩部关节点到手肘关节点的连线之间的夹角，中关节夹角σ₂为身体中垂线同一侧的颈部关节点到胯部关节点的连线和膝关节点到胯部关节点连线之间的夹角，下关节夹角为身体中垂线同一侧的胯部关节点到膝关节点的连线和脚踝关节点到膝关节点的连线之间的夹角；

S2.6，根据计算得到的夹角σ₁、σ₂、σ₃，计算出该夹角随时间的变化梯度公式如下所示：

其中，表示夹角σ_i的梯度，d_T表示步态周期T的梯度；

S2.7,计算n个步态周期内，手腕关节点的平均摆动角度和脚踝关节点的平均摆动角度其中，手腕关节点的平均摆动角度是通过计算n个步态周期内，手腕关节点摆动到离身体中垂线最大的角度的平均值，脚踝关节点的平均摆动角度是通过计算n个步态周期内，脚踝关节点摆动到离身体中垂线最大的角度的平均值；

S2.8,在n个步态周期内，采用欧式距离公式，计算得到手腕关节点摆动的最高点与最低点之间的距离J；

S2.9，计算人体最大倾斜角该最大倾斜角为行人行走过程中身体左右摆动时，当摆动的倾斜角度最大时的身体中轴线与图像Y坐标轴之间的夹角；

S2.10，形成行人时间运动特征数据集：