利用隨機森林之人體動作辨識技術

Human Action Recognition using Random Forest

潘品忠(Pin-Zhong Pan)

指導教授 ： 黃仲陵 ； 鐘太郎

國立清華大學/電機資訊學院/電機工程學系/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2013.00066

摘要

由於人體動作辨識廣泛的應用，其在電腦視覺研究中一直是許多研究者相當感興趣的主題，其應用包含：人機互動，智慧型家庭，老年、幼年看護或是視覺監控系統；動作辨識技術在這些領域皆有很大的發展空間。先前的研究多數主要在辨識動作間差異性大的影片，但生活中有許多動作其間的差異性並不大，因此，本論文旨在提出一個辨識方法來辨識這兩種類型的動作。
對於動作辨識而言，從動作影片擷取有辨識度的特徵描述對辨識結果有很大的影響，而local features在辨識上有不錯的效能，因此本論文使用Dense Trajectories的方式來截取動作影片中motion的資訊，因Dense Trajectories可追蹤較完整的前景物件，我們根據這些trajectories將影片切割出許多spatio-temporal grid，再利用HOG及HOF來描述影像前景的appearance及motion，然後使用Bag of words來整理它們。為達更好的效果，我們使用vocabulary tree來做words的分類，進而產生放入分類器做訓練的特徵向量。本論文在分類器選擇的是採用multi-channel 的Random forest，將特徵向量中較為重要的bin利用隨機訓練的方式找出並記錄下來，來當作節點的分類函式。在測試的過程中，可經由一層層的分類來得到測試影片會落入的葉點，並根據葉點中的機率分佈來判斷此動作影片的動作型態。
我們利用兩個資料庫來驗證所提出來的方法，KTH database and URADL database。由實驗結果來看，我們的實驗結果相對於其他的方法有著較高的辨識率，也說明所提出方法可處理動作間差異性大與差異性小的影片。

關鍵字

密集軌跡 ； 字樹 ； 字袋 ； 隨機森林

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Dense Trajectories ； vocabulary tree ； Bag of words ； Random forest

參考文獻

[2] P. Dollar, V. Rabaud, G. Cottrell and S. Belongie, "Behavior recognition via sparse spatio-temporal features," in Visual Surveillance and Performance Evaluation of Tracking and Surveillance, 2005. 2nd Joint IEEE International Workshop on, 15-16 Oct. 2005.

[3] M. Uddin, N. D. Thang and T.-S. Kim, "Human Activity Recognition via 3-D joint angle features and Hidden Markov models," in Image Processing (ICIP), 2010 17th IEEE International Conference on, 26-29 Sept. 2010.

[5] S. Venkatesha and M. Turk, "Human Activity Recognition Using Local Shape Descriptors," in Pattern Recognition (ICPR), 2010 20th International Conference on, 23-26 Aug. 2010.

[7] M. Abidine and B. Fergani, "Evaluating C-SVM, CRF and LDA classification for daily activity recognition," in Multimedia Computing and Systems (ICMCS), 2012 International Conference on, 10-12 May 2012.

[8] L. Zhao, X. Wang, G. Sukthankar and R. Sukthankar, "Motif Discovery and Feature Selection for CRF-based Activity Recognition," in Pattern Recognition (ICPR), 2010 20th International Conference on, 23-26 Aug. 2010.