基于集成机器学习的行人检测方法研究

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行人检测就是指将行人从视频或者图像中检测出来的过程,它是计算机视觉中的重要组成部分。行人检测技术在智能监控、高级人机交互、智能家居等方面有广阔的应用前景和潜在的经济价值。但又由于各种外部环境因素的影响,如行人姿态千变万化,光照复杂多变,目前仍没有一个比较成熟的检测方法,使得行人检测在实际应用中既是机遇又是挑战。本文采用HOG和LBP的混合特征和级联形式Gentle AdaBoost分类器训练人体检测模型,并运用背景差分法加速检测视频中的行人。主要从以下两方面进行研究:对于图像中的行人检测,提出了结合梯度方向直方图(HOG)和局部二元模式(LBP)这两种特征与级联形式的Gentle AdaBoost进行的检测算法。针对单一特征检测率低的问题,结合这两种特征,既能描述物体的轮廓信息又能描述物体的纹理信息。以往特征都是单一尺度特征,现提出多尺度特征。同时为了加速特征提取过程,采用积分图像方法提取特征。针对分类器,首先采用CART决策树作为弱分类器,然后采用Gentle AdaBoost强分类器挑选有效的弱分类器。最后,为了加速排除大部分的背景区域,采用级联形式的Gentle AdaBoost进行训练和检测。另外,对于行人的检测方法,研究了金字塔缩放的检测方法和多尺度窗口滑动的检测方法。此外,对于窗口融合方法,比较了mean-shift的融合方法和基于窗口的融合方法。实验结果表明,在FPPW=10-4情况下,我们提出的改进算法的检测性能比原始检测方法提高大约5%。对于视频中的行人检测,提出了一种结合帧间差分法和背景差分法的运动目标检测算法,利用混合高斯建模对背景进行更新,同时对检测得到的二值图像采用数学形态学处理,得到候选区域。然后,对提取的感兴趣区域用前面训练的级联Gentle AdaBoost分类器进行检测。通过这种方法可以缩小检测范围,大大提高检测速度。
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