[发明专利]一种基于拓扑表达的跨视角步态识别方法

权利要求书

1.一种基于拓扑表达的跨视角步态识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，根据数据库中某个人在某个视角下的人体空间轮廓图片，建立对应的人体空时轮廓；

步骤2，对所述人体空时轮廓中的每个数据点，若满足立方体构建条件，则以其为一个顶点构建一个立方体；

步骤3，根据构建得到的立方体，得到包围所述人体空时轮廓外表面的三角形集合；

步骤4，基于对所述三角形集合中的三角形按多个方向进行排序，并根据三角形的排列顺序对构成三角形的所有边和顶点进行排序；

步骤5，将排好序的顶点、边和三角形作为要素，构建新空间，并计算所述新空间的拓扑表达，形成每个方向每个维度下的类柱状图barcode；

步骤6，在所述步骤5得到的每个方向每个维度下的类柱状图上提取特征，得到这个人在这个视角下的最终特征表达；

步骤7，对所有人在每个视角下都进行所述步骤1-6的过程，得到每个人在各个视角下的特征表达，作为用于匹配的模板；

步骤8，对于测试样本按照所述步骤1-6得到其对应的特征表达，将测试序列的特征表达与所述步骤7得到的数据库中的特征表达模板进行匹配，得到步态识别结果；

所述步骤1进一步包括以下步骤：

步骤11，收集一系列某个人在某个视角下的人体空间轮廓图片；

步骤12，将图片中的人体空间轮廓按比例缩放到同一尺寸大小并对齐；

步骤13，将所有图片以相邻间隔m个像素单位地叠在一起，得到一个人体空时轮廓。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括以下步骤：

步骤31，对组成立方体的每个正方形进行判断：如果这个正方形同时为两个立方体所共有，则删除这个正方形，对于所有的正方形进行判断，得到一个包围人体空时轮廓外表面的正方形集合；

步骤32，对所述正方形集合中的每个正方形进行三角化，最终得到一个包围人体空时轮廓外表面的三角形集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中对三角形按多个方向进行排序时，先以三角形的某个顶点来表示此三角形，然后按照三角形的第一个坐标进行由小到大的排列，形成集合S₁；然后取其逆序，得到集合S₂；按照第二坐标和两个对角线方向分别对三角形进行正向和反向排序，得到集合S₃，S₄，…，S₇，S₈。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中对构成三角形的所有边和顶点进行排序时，按照以下规则进行排序：如果某个三角形在三角形集合中处于第i个的位置，那么其三条边在三角形边集合中应位于3i，3i+1，3i+2的位置，其三个顶点在三角形顶点集合中应位于3i，3i+1，3i+2的位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6进一步包括以下步骤：

步骤61，将某个维度的类柱状图沿着横轴划分成多个区域；

步骤62，在每个区域内统计新产生的特征数目和从上一区域一直持续到本区域结束的特征数目，其中，一条线就是对应的一个特征；

步骤63，将这些数字串起来形成一个向量，即为在该维度下的类柱状图提取得到的特征；

步骤64，在每个方向每个维度下进行相同的操作，将得到的所有向量合并起来得到一个矩阵，即为这个人在这个视角下的最终特征表达。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，采用persistent homology方法来计算空间的拓扑表达。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤8中，采用最近邻匹配的方式计算两个特征表达的相似度。