[发明专利]一种基于卷积神经网络多层次特征的步态识别方法

说明书

一种基于卷积神经网络多层次特征的步态识别方法，包括：读取输入的步态图像序列，并对图像序列进行预处理；通过不同卷积大小的特征提取分支对图像序列进行不同层次的特征提取；对提取的不同层次的特征进行不同方式的融合，得到最终用于步态识别的特征并进行存储；根据特征图及标签，利用损失函数计算损失，并采用反向传播算法更新卷积神经网络模型，直到满足预设条件时，生成最终识别模型；将待识别步态目标输入到最终识别模型，并将模型输出结果与已存储的特征值进行匹配，将与已存储的特征值中相似度最高的结果为识别结果。本发明对输入的步态轮廓图进行了在线的数据增强，增加了输入数据的多样性，提高了算法在实际情景下对行人轮廓的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及的是计算机视觉及深度学习领域，特别涉及一种基于卷积神经网络多层次特征的步态识别方法。

背景技术

步态是描述一个人行走模式的一种生理及生物特征。与人脸、指纹、虹膜等生物特征相比，具有非接触、远距离、不易伪装、无需主动配合等优点，因此步态识别技术广泛运用于门禁系统、安全监控、人机交互等领域。

随着深度学习及卷积神经网络技术的发展，步态识别技术也有较大进步。目前主流的步态识别方法一般分为基于模板的方法和基于序列的方法，均通过行人步态轮廓图进行识别。其中基于序列的步态识别方法如GaitSet和GaitPart算法虽然在公开数据集上可以取得不错的效果，但是GaitSet算法是基于整个轮廓图进行识别未抓住局部特征，GaitPart算法能够提取到局部特征，但是提取的特征层次比较单一，两种算法在实际情景下识别准确率均有一定不足。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于卷积神经网络多层次特征的步态识别方法。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种基于卷积神经网络多层次特征的步态识别方法，包括：

S100.读取输入的步态图像序列，并对图像序列进行预处理；

S200.通过不同卷积大小的特征提取分支对图像序列进行不同层次的特征提取；

S300.对提取的不同层次的特征进行不同方式的融合，得到最终用于步态识别的特征并进行存储；

S400.根据特征图及标签，利用损失函数计算损失，并采用反向传播算法更新卷积神经网络模型，直到满足预设条件时，生成最终识别模型；

S500.将待识别步态目标输入到最终识别模型，并将模型输出结果与已存储的特征值进行匹配，将与已存储的特征值中相似度最高的结果为识别结果。

进一步地，S100的具体方法为：下载CASIA-B开源步态识别数据集，对于数据集中的步态序列长度进行判断，若序列长度大于150时取中间的30个图像，若序列长度小于30时，舍弃该序列；将输入步态序列按照高、宽方向的边缘及中心线原则裁剪为64*64大小。

进一步地，S100的具体方法还包括：按一定比例ratio随机对图像进行形态学开运算或闭运算，其开闭运算的核大小设置为3，在训练时，比例ratio设置为0.2，在推理时，比例ratio设置为0；每次的输入序列数为P*K，其中，P为训练或推理时每个批次的行人数，K为选取的每个行人在不同视角、穿衣、背包或行走条件下的步态序列数。

进一步地，S200的具体方法包括：采用1x1、3x3、5x5三种卷积分别对输入图像序列进行不同粒度的特征提取，三种卷积输入通道数均为1，输出通道数均为32，步长为2，输入长宽为64*64大小的n个长度为s＝30的图像序列经不同粒度特征提取；再经过Concat层将3种32*32大小的特征图在通道维度拼接，最后通过取到含有不同层次信息的特征图。