[发明专利]基于特征融合的视触融合步态识别方法

说明书

本发明为基于特征融合的视触融合步态识别方法，该识别方法包括以下内容：获取视觉数据和触觉数据；根据双脚运动情况与对应压力的耦合关系，对视觉和触觉的数据进行时间上的统一；触觉根据足底压力值为0和视觉依据脚跟着地和脚尖离地情况来划分步态周期，提取同一个步态周期的视觉和触觉特征；将视觉和触觉的时间配准，时间配准后，获得同一时间片内的视觉和触觉数据；采用三次拉格朗日插值法将触觉数据填充：数据填充后，则挑选所有分割点对应的视觉特征和触觉特征数据，将二者整合在一起，形成视触融合特征F，完成特征融合；将融合后的视触融合特征F输入到分类器中，实现步态识别。该方法能提高步态识别的识别精度。

技术领域

本发明涉及步态识别技术领域，具体是一种基于特征融合的视触融合的步态识别方法。

背景技术

生物特征识别是一种基于人的生理或者行为特征进行识别或验证的技术。其中步态识别是一种新兴的生物特征识别技术，可根据人的行走姿势进行个体识别。与其他生物特征识别(指纹、人脸、虹膜等)相比，步态识别具有远距离、非接触性、非侵入性等显著优势。因此，步态识别在监控、门禁、刑事侦查等领域得到广泛关注。

基于视觉的步态特征都是以人体轮廓图进行扩展研究，虽然包含了大量的步态信息，但是并没有嵌入任何的运动或者动力学信息；在医学上面将步态足底压力数据提取出来进行病情分析，足底压力分析准确，但能提取的特征比较少。步态的单一特征，不能保证识别的准确性。为了保证步态识别高的唯一性，会采用多特征识别。但如何将不同的人体特征进行融合以及分类识别成为了难以解决的问题。文献《基于视触觉多特征融合的步态识别方法研究》以人体单个下肢为研究对象，选择下肢关节角和足底压力极值作为特征数据，通过BP神经网络进行特征融合，其识别的准确率有待提高。

如何能将视觉特征与触觉特征有效融合一步提高步态识别的准确率，达到更高的唯一性，成为待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是如何将视觉特征与触觉特征进行多特征融合，使步态识别的识别精度更高。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种基于特征融合的视触融合步态识别方法，该识别方法包括以下内容：

获取视觉数据和触觉数据；

提取同一步态周期的视觉和触觉数据：根据双脚运动情况与对应压力的耦合关系，对视觉和触觉的数据进行时间上的统一；触觉根据足底压力值为0和视觉依据脚跟着地和脚尖离地情况来划分步态周期；提取同一个步态周期的视觉和触觉特征，并记录同一步态周期下视觉数据和触觉数据，视觉数据包括总帧数i、所有帧人体行走水平方向的位移、划分步态周期时各分割点时刻、所有帧的人体的各个关节角；触觉数据包括步态周期开始时间t₀、一个周期内所采集到触觉数据点的总数j、每个数据点的足底总压力值；

将视觉和触觉的时间配准：即将两种数据的一个周期的时间点进行对齐，假设视觉一个周期中共有i帧，步态周期为T₁，视觉传感器的采集周期为δ₁；触觉一个周期共采集到j组数据，时间为T₂，触觉传感器的采集周期为δ₂，开始采集时间为t₀；

视觉和触觉的周期差为t，则

t＝|T₁-T₂|＝|iδ₁-jδ₂|

若将触觉中j组数据，每组平均变化Δt能使视觉和触觉的时间配准则

触觉第m组数据对应的时刻为t₀，其中0≤n≤j,那么第m+n组数据对应时刻t_n为

时间配准后，获得同一时间片内的视觉和触觉数据；