国家自然科学基金申请书样本
申请码代:受理 门: 收件日期部 :受理编:
F号20005
6国家
然科学基自金
请 申书(
020 版9
)资类助:别上项面目 类说亚:明 注说明:
附目项称:名面向手三人维跟踪粒的子滤器波中实时性的和鲁性棒问研究题申 请 者 :冯志全依托 单位济南:学 大通地址:山东讯省济南市微路 1济06号,济 大南学息学院信 政编码:25邮022 0位电话单0:35-82765163,[1**********]3电 : 1话836410481
3电
邮子件i:[email protected]
报申日:期
20
903年10日月
国家自
然学科金委员基
会国家自然科学基金请申
书
0029版
基本信息 2oO vMQ8n姓
申 请 者 信 依息托单位信息 作单位信息合 项名目 称项目 附注明说申请代 码 地基别 类预研究计年 限请申费 20经10年 1 月 — 210 年 221 月 530.000 元万研 属性究应 用基础究研 02F056:人0界机技术 F030408面目标识:与跟踪别 关键词(用分 号分,最多 开 5个 )基 本信 摘息 (限要4 00 字)本:项以自目人然在手虚拟样机统中系的用应为基背本景,以提高子滤粒方波 法的算效计为切入率点,索探棒鲁和实时性相融合性的手 人3 D跟踪法方使,基本满足基于 自之人然手 H的IC 数在字拟样机虚统系的理论和应中的需用。要基于认知心理学、为心理行学以 运动及制控学学科的等相理关,论提出 种一人状手变量态微观结构的概描述形式以及以 之率为基的础子粒生方成;从 法UKF 预测内在的机入理,手找 到igSm a与点态状测观之间值 的合结,点进以步改善前期一 KFDUU+TMM预测算 法时间的复杂度精度和;将图像帧的人中特 手进行分征类,利多尺用度论在不同理尺上处理图度像构结,不从层同上对观测图面进像行有 效的表达处和理, 过通设计同不类型手人征特应响子算,获取 态状测特观征观测和然模似,型基本满 足鲁棒和实时性的性需要对基。自然于人 HC手 的认知I心理行和为心模型、理“双 TU 变换状”态测方预法的间开销等时部关键问题分展研开究。人手 跟;踪人机交互;粒子滤;波高跟维踪关节;式体物态姿 估
第2页 计版 1本.110.18
名3
冯
全志
别性男 职称教 授
生出年 月
1694年 6 月主要 究研域领
民族 族汉 动跟踪,运机人交,互虚拟 实
学现电 传
位 博
士 话3106481814 真3
电
子件
邮
c
国或别区地 国中
个
网 页 人 作工 单位 济南学大/ 息科学与信程工院 在研学目项批准 号名 联电 系
济称南学大
25020210人 刘振 0话5138-2656773,3189503891 3
电子
件 邮网站地 单址位 名
[email protected] tp:t//stifno.ju.neducn.称
向人面三手跟踪的粒子维滤器中的波实时性鲁和棒性题问究
资助研类
别
上项目
亚 面 说 明
类
国家自然
科学基申请
金
书
209 0版
项目组主参与者要(注
编号: 2 13 45 6 7 9
杨波8李毅 郑艳 伟唐 魁 好徐 涛彦 蒋宋晓娜
项
目主组参与者要不括项目包申请,者国杰家青年科出基金类项学不填写此目。 ) 性别栏 女男 男男男 男 女 职 称 教授 副 授教讲 师讲 师讲师硕士 生硕士 学 生 位博 士士 硕硕 士士 学士硕学士 学 济士大南 济学大学南济 大南 济南大学 济学南大学 南大学 济济南大 单学名称位 电话0531 8-2767518 0513-22877 517 035-1276289 4305 1-837659234 0 315-87269 53405 1-327685 349 501-8326579 43电 子邮件y [email protected]. [email protected] [email protected]. [email protected] [email protected] [email protected]_s [email protected] m目项分 构工认知行 建为型 算法模仿研 究 真程设序计 程序设计 程设序 计程序设 计程序设 计每工 作年时 (间月 8) 10 180 0110 1
0
姓
名
出生年月 91562--3 19621-31-81 977-711 1972---23 119795--1 13977--29 1918-1222-0
总数 8
人级高
3中
级3
初
博士级后
博生
硕士生士
2说
:明
高级中级、初级、、博后、博士生、硕士士生人数由申请员者责负报填含申请(者) ,人总数自动生成
。第
3页
版
本1011..18
3
国家
自科学然基金申请书
2
090
版费经申表
科请目一. 研经究费 1.科业研费务 ()测试/1计算分/析 费()2能源/动费力( 3)议费/会差旅费(4)出 版/文物献信息/传播费 5)其( 它2实验.料费材 1()原材料试剂//品购药费置( )其2它3 仪.器备设费 ()购1置(2 试)制4 实验.室改装 费.5作协 费二国际合.与作交费流1 .项组成员目国合作交出 2.流外专家来境合作交华流三 .劳务费 .四理管 费合 计
(额金位:单元)万
申
请费
经5.6000 224.010 035.00 10.800 8.0004 0800.002 4.0001. 000 51.5000
注(备算计据依与明)说
调研分析
费用 060元/月* 03月 =10080 元4000元/人/ *次7 人/年次*3年=8.4 万 530 0元/*10 (篇国) 内4+00 5元篇*/01 国(际) 8=.0万 络网费通信费,等,8000 元年
/硒、墨鼓、盒印、复打费、印算机计件等配
0
.0000
5.0
00 0.0500 045.00 030000 ..1400035 0000.
包
括邀国请内家来我专进行学校交术 派 1流 人参次加境外国际术会议,进学行学交术 邀请 2 流外名专籍、家 5名内国家专我来进行学校 交流.1术*+02.*5=45.5500 元人//*2 人月3*0月= 30000
元国
家他计划其助经资 与本费目相关项 其他经费的来 源其经他资助(含费部门匹配 其他经)费来源计
合600.0 60.0000
第页
版4本1 011..18
3
国家
自然科学金申基请书
200
9版
报告正
文 一)(立依项据研与内究容
1、 目的立项项据依
本项以自目人然手(Ntuar Hand eorN akd Haedn)数在字虚样机系拟统机人互交界设面计中的应 需用为要基背景,本续探继基于粒子讨滤器波的
运动手三维跟人方踪法—以融合—手跟人踪法算 计中的设时实性鲁棒和性为基本目标重点对,人状态高手采样维、态状预测及以观似然测模型等个几关键问 展题研究开
。
(1研究背景)和意
义目前鉴于新一,智能代机交互人(CHI)系统和拟虚现实V()R统的应系用需要自,人然的 手维三3(D跟)理踪论和方法究已研经为国成外内广泛注的关点问题之一热1-[]。2H CI 技正在术从以计算为中机心逐步转到移以为人心中具体,现表为:1)(交互方逐渐式化演 为算机适应人计类的为习行惯而,不人是被适应动算机计 ,加更调强人以本; 为2)( 用使种多媒、体 种模多进行交式互;3)基于(通道多多媒体的自和、高效然、智化、无障碍的 HCI能将是新一 智代 HCI能 的主发展要向方然而。目,绝前多数大型新 HCI 仍以然数手套字为本输入基备设,其主优要 点是法算计简单设、度高、速度快精无、需像摄设、备数据采结果不受样线光外界等条的影件响,输 入数量据,小以直可获得接人手在间空三维信的和手息指的动信息运。主要缺其点是影响操作, 者沉的浸,且数字感套手身本格价贵昂容、损易坏。为了服这克弊些端研,究者通过在上手标作, 记进带行记的标势跟手研踪究但,该方法在来快带和捷简的同时,也带来了单不便和麻烦。在基于人脸、头 部手臂、、人、手眼人以整及人个的体输入式中方由,于在通信和作操的灵 中性巧人,手最是效、用有最途的输入多工[3具。手]势一种是自然、直、易观于学的习人交机互段手 以人手,直接作计算为机的输方式,入人机的间讯通不将需要再间中媒体用,可以户单地定简一种 适义当手势的来对周围机的器进行控;制势手是人人之间与的种一非口交头形流式它包,从用手括指 示方和移动物向体简单动的到能作够表达情以及允许感此交彼的复流手势。考虑到人们拥杂有手做 的大势经验知识量如,人们果够能这把些能技从日的经验中常转过来换并用人在交互方机面,可就 期盼直观的、操以简便的、作能强功大的人接口。 机基计算机视觉于的自然人手3D 跟踪 将为现实或拟虚境环的里H C I提供的新式模,而实从更 直现接更、自然更和、谐人的机互,目交已经引起前了国上的高度重视际。过在二十去多中,年究 者研围绕着关节物体式的视运动分析这觉课题一出做了大量研究,的盖覆运动检了测三、维建模、运 估计、动踪跟与识、别为行理解与义分语析内等,容及到涉图处像理分析与计、机算觉视计算机 、图学形人、工能智、知认理学心、模识式别统计和数等多学研究领域个目前。研究成果的很难满还足
实际应用提出的所时性、实鲁棒性和准性确要求,的对相技术的关研带究来了定一挑的,因此战 关节式体的运动物分析法研方究正得到来越多研越究者的注。南关州大学加、牛大津、学桥剑学大、波士顿 大、 学阪大大等学众大学多研究和构已经在自然机手跟踪人与互领交域得取了很研究多成果
。第5 页版本 .101.1138
国自然科学家基金请书
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速
和度度是运动人手精跟中最具挑踪战的问题之一性在不,避免可的人手遮挡自条件,下根 帧图像据复人恢手维三动本身就是一运个极挑具战性题课3[-4]。们我为,自然认人 3D 手跟踪的本根问 题一之是跟踪结果的棒性和实时鲁及其融合性问,题对进其深入行究,进研而建构一个向数字面虚拟样机 HC 应用需I的自然要人手跟踪台平,既基是于模型的人 手3D 踪跟算法研的究然过必,程又是 基于运人动手H C 理I和应论用研中的基究性础关、键课题,也是 V性R和 H I 研C中亟待究解决 紧的迫课性之一。题 项本目合结有的工作基已, 深础研入基于究计机视觉算的动运人 3D 跟手踪的鲁 中性棒和时性实这个两突出问和主题矛要,盾对本领域其它于联问关的解决(例如题对运于动手人2D 踪跟与别识 、)推 动基自然人手于 H的IC系 在智统感知能术技域以领及VR 领的理论域究和应研研 用都具究有要意义重这种;究研还为将粒滤子波技在术导航制与、故障诊导断、数估计、参图处理像以及非高 非斯线系统性的数据分和处析领理域应的用研究提新的研究方法和研究供路思;种研这究的科 意学还义于,在项目探本认讨知为模型行人手与运动统系态模动之间的关型系并有助,于新 的角度探从人类生理认索机能和知心认知理能机
(2。)国内 外研究现及状分
析子粒滤虽然是从波上纪世 09年 中后期代发才起来展的种最一优高非斯线性非波方法滤,但 目前已被 术学界认是为最发展前具的景状态计方估之一[法-57。采用粒]滤子方波跟法自然人踪主手要括包 始初化手人模型高、采样、维状态测和状预态新等几个主要更骤,步通过特蒙洛(卡ontMeCa-lor采 )样以可有效理处由遮挡于复和背景杂所产的非高斯分布生题问非和线问题,性在它每一刻输出时 的目是标置概位分率布的近,且似可保留以个假多设配同时随时匹传间播,使跟得丢失时踪也重能 找到目新标并继续跟。从踪贝斯理叶论体来看系,子粒滤波理还不完论善,近研究年的点主要集重 中一些基本理在论方,面其集尤中粒在子数匮问乏题和收敛分析问题性[-8]。
I. 人手9降问维题的研现状究
手运人跟动踪术研究技已多年的历有,史但是鲁棒,和性实时的性合融性研
究进展不,主大要原 在于因1:)人手三模型维维的数很高一般来讲,。人状态向手量般一可用 26DOFs 进行以述, 描 即X =( x, y, z α, , β γ ,, 1 ,θ 2 ,θL ,θ 2 0) ,前6 个参数 述人描的全手局运,动 2后 0参数个描述各关节的局 部动。即使运考到虑手指间的之联关,自由度也性可能低不于 6DOs[3F];)2很难找一个合适的到模型 与图像的配匹法,方别特存是混在乱背景自及遮时挡,棒鲁匹的方法配更找难到3)人手;跟 踪是个一峰问题多这,种多峰仅不来自三于维二维投与之影的间多义,而且性自混乱背来、景遮和挡 自挡遮干扰因素。 作等 M为ont-Careo l方的一法种实现形,式粒子滤波 PF()方已法成为经处非理斯高 、非性线问题的有力工具在而节式物体关的跟领踪得到域广了的关泛。但注,是F P法方要需量大样 来表本后验分示,布于以高对维特为征的关节式物来体说即,采用使10 维 变,每个量变量 20 个取离散 值也,至少要需 30,00020,0 个样0本能才好较地表示验后分的布典型[集0]1这,得使实时跟性变得踪 遥不可。因及此,很多究者对研如何低状降空态间维数进行了比较的泛广而入的研究,深除了用 人手利的态动约条件和束静态约束件所条定的变决之量间关的性和联变的量化范变,围而从一在定程 上度降状态维低之外,数人们用采了多方法研究高维状种的处理态法: ,方后然别在分各个空间上 1)将子状空态间分为若割干子间空[11-15](eaScrh pSca Deceompsitiono)分 别用利P F方进行法踪跟或者,首先对某;子个空独间地进立行搜,索然后将其作为约束件降低
第条6页 版本 .01111.3
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国自然科家基学申请书
金
029 版
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下余量变的索搜空间这。种方的法点是优可改善跟踪的实时性、以鲁棒性精确性和存在;的问是题, 以难确分割状态定间的空方法实验还;表明即使,好很地状态空将间分为割立的子空间,独也能 独立地不它们进行处理对1[6。] )2通机过学习或器人工经神网络1[-197]的方来法获高维取特集与征手之间势关的,是系决解维 高特征空搜索间题问一个的效有途径。2007年,牛 大学的 津.BteSngre等 [20人把]一瀑布组模分型器 组类成树状织构结以别识多物体个每个物体代(一表不同的手个) 势对于,定给参的化三数维模,他型们 较少的用间代时价得取本样像图训练数的。据0208年, 北京工理大学的贾得教云授其及研团究队结合图 模像、型人手型模、ACSHMITF算法以 及非参数化置传信播算(法NP)B算,法用三采人维手图模 型述描手结人构、动学运、力学及自遮动挡性特,人将手高维踪问题转跟为并行跟 踪6 1 6个维 变的量问,降低了题计算杂复度[21 。
]
流形习已经学成为数据驱方法动的中个重要工一具,应用于视和运频捕动捉的中降维理处,因为这些数据通常 布分低在的维线性非形上[22流] 。把三维态姿的计估当作一学习和推个理过程优的是算法点稳定性,好速快度缺点是只;对能 经学已的习运进行跟踪,动并适合跟踪不自场景然中手的人任意动。 3作采用优)方化处理法高维题。通过问合成人手对的3 模D型进行手势分析,后搜索然型参数, 模根跟据历踪信息和人史手 3D约束条 ,件对模参数进型逐行求步和精优,化直 3D到模 和型实人手 针真光照条对和自遮挡件问等, 题0028年 士顿大学的波 tanSSclaro ff 具有同相可视化的图像为止23-2[]。 教5及其授研究团引入队态隐动状态形模状型Dyna(mci HidendS-atetShape M doel, sDSSHs)M对手进人 行跟踪识别[26和,他们]实上际采递归贝用叶斯方法,用利部穷局举搜索技得术状态到的估值。 中计科学国院自化动研所模究式别识家重国点验实室的潘春研究洪和员马德教授[颂2]提出一种基 7区于的域多接体连(指)手的三运维动踪跟算。该法算首先用法多约融束的方法以合及手指的运特动 性建,多刚立体三的维运动描,述通过类基本约束三条,把件踪跟问题归为结一约束误差个优问化 。题该法方的个一要特主之点一无是进行特需征的点应,通过结合运动对特和性约关系束大提高大了跟踪 结的鲁棒性。 果清大学的华增圻教授孙崔和锦[2实8]博,提士出一种于回归-优化基方的法关节物体式的态姿 估方法计该。方把法回分析归全与优局化搜索结相,合证了保计的估度和精连性续;针现有对波滤器 在高非维线性多峰踪问跟上的题困难 ,将子粒波器滤与局全搜索法的算化演子滤波粒器方相法结,合提高了高 维踪的跟确精度;对针体模型参数的自动更新物一难这题,传将的粒子统滤器方波法与在线 期望大化最法相结方合并,引入基了演化于算的全局计索搜方来解法决维高态空间且状无式解显 关析情系况的下化优问。 把 N题ldere-eadM单纯形法与 oMnt-Cerloa 法相方结合 在,美国 Ilinlios 学大的L ni29][等的人究中,研有效地 解高决手势的维状态计估问。题 )采用基于表4观跟踪方法避免的维搜高[30-33]。索这类跟踪方法主要之点优是可以有效免高避 维搜,总索以显可示一个整的三维手完,势开了遮避问题挡,这但种方法以难对任运意形动的式势手进行连 性续跟踪且,手势库的小与搜大时间之索间的盾可能矛常突非。出 )5用利智能计、融合多种算段手降低态向状量的数维牛。大津学的 J.D uetschre [3]等4提一种
第7出页版本 1. 01.118
3
国家自然科
基学申金书
2请00 9版
基
于模退火拟
算法 的P 算F(法AF)P 。以前算法相与比,效较可以提率高10 倍;因为 可以它找到 全优局化,值定位故度也有精提高所瑞。士邦理工学联院的 . BMay 等
[3r5
]
优化 把MDS(tScoahstci
eMta-Dsceet)与 nF 相结P合形成智能,子粒(Samtr Praictel),很少(用验实中使 8用个)粒 子可就以跟踪 维链式高构结其,度速比 AF 还P要快。他们进一步出了一种提于条件约束和概基采率样技术的梯等 inL[3]7等也 SMD 将与子滤波粒结相合, 以少的样较度 降下理的 S原DM[63]现实高空维间的优处化。 理本踪高跟维空结构间。SDM是 种局部步一自长应适梯度下的法,具降收有敛度快速的点优200。7年 M, Br.ya [38-等39]出提种基一快于速率梯度下概方法的扩降展 SDM 踪跟器结,合鲁性代棒函价 和数不同步的,改善了长度速和精度把深度信息,和人表手方向信息融入代面价函数中。率采概有 助样于避陷入免局部小最,却不能保证值找到全最大局。R值askin, L4[]0等把高斯动态型模和火粒退 子滤波相器结合,以达降到状态低量维向的目的,数该法可方以改跟善踪的器性能增,其稳定加性,且易于 在帧丢况下进情行恢。复 2040年 ,在中科国院自学动研化所究谭牛研铁究员和单彩[41峰]研的究,对中 Maen-sihf t踪跟算法进行改 ,通过在 P进 中加F均入漂移值骤步,实现更了有为的效采策样略,方该法不要大需量子 粒维持来后验概率的多峰布,节约分所了需粒数,子提高了算效率计。此与时,同谭铁研究牛和魏员 育成[2]4博士将子的均粒值漂加入移粒子滤到过波当中,在程定一度程上避免子滤波粒中的样恶化 采问和题样枯竭问题采,高提有效了粒的子数目。 020 年,5中在科国院计学算技术究所李华研研员究和陈[睿1]博0士研的究,借中 用Garssbrge e提 的 P出REMPr(uend nErchei Rdosnbleut hMteoh)d思想,对 onMte aCrlo 法方进改行进,用使200 个 样 本每个,本退样火8 次, P在 I V.1G5H CzU、1P2M8 内存普通 P的 C机可以上达到 .24 /帧秒的速 ;20度6 0,年他们沿着又度方梯向行进采,样随机将搜索与定确性搜相索结,对 合42OFs D人体的 模使用 10型个 本样可以正跟踪 确003帧图像 [43。]一 运些滤用器波的手人运动跟系统为踪了避开高维问题只,跟低踪空维间的特内定动,作例 牛津大如的 S学tenge[44r 博士]只跟 7踪 维手运动人。20 0-50206年 间期,目项请者申分利用别进改 的KU、FEF(ExKteneddK alman iFtelinr)以g 及TF S对等然自人进手跟踪行[5],把4关节作被为跟特征点,踪开了高维问避,题在不考虑复背杂景的情 况下,以可达到实时跟踪性求(要ePntim 4u ,1.08G z CPHU, 25M 内存6 。)但,把关节作为是被跟 特征踪点具有很大的限局性。
6)利用PCA( rPicniaplC opmoenns Anatysis)或 IlAC(Inedpedent nomConentp sAnaylis)降s 低状向量态维数的美。 Il国lioins大 学的Y W. u等人[46]每个手把指为分种两态,即完全展状或开完弯 曲,全 从定义 而2 种基本3手, 再势减去种四在自然状态下以做难到的势, 手下 2剩8 种势手, 采 P用A C方将维法数降 7 为维。 它其有所手势被表示 为 这28 手势种线的组合。性 这种法要方手掌求与面相机 轴方向保持垂光。IC直A 法算[7]4一是基种高于阶统量的计相关去元多据数理方法处它,降低是态状向 量数的维另一重要途种径一。之在文献47]中[采用 ,CAI 法将手势状方空态间维数的为降 5 维 并,明证效其果比PCA 要好。际实上, PCA 与相,比CIA 更效地有用利了高统阶信息计一。来说,般P CA 向基主量适要合描述于势手的全特征局, I而A C向基可量以刻手势画的局部征。这些方法特能在高 数维集具有线性结据和高构斯分时布得取好效的,果数据集当高在维空间呈高现度扭时曲, 些方这则难以发法现嵌入数据集中在非的线结构。性第8页
版 1.01本1.13
8
国家自然学科基申请书金
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版9
)7用使 Roa-Baclwkellies d子粒波器滤(RPFB)维。降国美A irzoa n学的大X nyui uX48[]采等 用RPFB 行进势手跟踪,们他际实使上普用粒子滤波通法和方精确滤波方法(F)分别K对同不状态变 进行量跟踪,而降低 PF 从采样空间维的数 2007。年,德 国绍姆堡Sc(ahmubrug)托罗拉(摩Mtooroa)实验室的l Wi Qe u等人分提出对别链状 体物的种两踪方法跟[94:]散跟踪方法分Dec(etnalirzde Atircualet dbOjec tTrcaingk)分和层跟踪方法( Hierrcahcil AraitucaledtObj etc raTkcign。在分)散踪跟方中法,先首用隐状式态层和测观所组层的成 图来述被跟描踪体,然后再图进对分行解将。种方法进这行扩展,得分到层跟踪方,法它以处理 遮可问题。挡同,中年科学院国件研软所戴究国研究忠员王西和博颖士等5[]0利 用组一2 手势模D替型 高代维度 3D 的手型,跟模踪算量计大为少。减2008 年 ,清华大的姚学邦等安融人合尺度估计和标目模的型更,提新出一基种于核跟踪的方
[5法1]
。他们
先首用固定尺度基的核的于法方计物体估中心位,置然后对尺度进优行化,再用基核密
度估于计略刷策新目标模型。unSia tNyak 等人[52]a从势方向、手色颜等低特征的层统分布出计发, 立建动帧变化运的分布函,从而将高维数问题换转为维低空间行进理处。最 ,美近国荷爱华州立大的学 .N Vasani w研究果表明[结35]在:任情何况下大多,状态数改变 的仅仅发都在生极少维度数上。在一 的启发定式条下件,N. asVwna i出给处了多理态模题的 P问F算法 。总的来说 把高,
维问题化为低维转问进题行处理,已成为经国内外研的究主流方。向但些这 法都忽方视人了手运的跟动与踪一物般体运跟动之间踪本的区质别没有,“对人进”研行究;MH MH(ddein Mrkoa vodMlu)方e法要大需的训练样本量存在着一定,的局限;X性nyui X 等u人出利提用不 方同法确不定同态变量状新的路,思但有进一步没出给状对态量变进分类的行一性原理般或方法 ;N.V sawni a的研结究论有很价值,可惜仅给出了仅在强启极式发件下的 PF 算法。条
I
I .态状测
预状态预测的型方法典基是于卡尔类滤波[5曼-455]状态预的,这类方测过分法赖于依系统的态动模型 然,而,准确要描地述统的动态系型是模件一难困的情事而,,卡尔曼滤且波求系统要的动模态型 线是的性,展卡尔曼滤波扩E(F)K用采局线部化性法方近似处理非性线系统此;,卡尔曼外类 滤只适用于波斯高系统 在。中科国学院软研究件所恩华研究员和陈坚吴56][士的博研中究对,二自回阶归程动力学过型 (模ARP)行训进和练学习建,立于基 RAP 的测预模,型现了人实运体的动鲁棒性跟踪在出现跟踪丢, 失情况后的续列中可序以动自复正确恢踪。
跟I
II.状 观测特征态观测似和模然型获取状
观态值之测目是的为建了观测似然立型模,算计粒的权值。怎样子建鲁棒性立较强、比实 时比较性的肤好模色和观型似测然型模依,然是前目内国外究研热的点难和点。 用常肤色的间空主有 RG要 B间、HS空V 间以及 YC空Cb r空等[5间]。S7 .Maaslsiois[t5]8等 采颜 色用概率布的分高混合斯型模和大最然估似计法把人从胳手膊及以脸人中分离出。来国法昂第里大 学一 的Vacavna[5t]9等先首减除景得背到前景息,信一进步混合高斯用型描述每个前模景素像的颜色
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家自科然学基申请金书
2009 版
分率布度密, H在V S间中把空手人人体从它其分部离分出。基于来斯函数的高尺度模多型经用已于手 势廓轮测[检6-601]清华;学大任兵等[海6]结合2势手运动息和信背景颜信色提取息出势观测特征;手山东 学大的晓娟吴授教在 SH V空中间建肤色立概率模并型取提手图人像的Blob 征特[63]2007。 年,剑 桥学大的 aris KaPimaik 人[6等]提4图像轮廓取并用二曲线次对其进表示行,到得观测特,征用梯采 下降度法进局部搜行索可快速取得状以似态分布然的最值大。日本 大阪大学 A的ikirho mIaiendg 等人[
65]
针在复对杂背下图像特征容景发生易误的配问,题把配概误引率入跟踪算到中法 一。种典的型观测然似型模,在是特相互征独立假设下的,用特征观各模型的测率积概描述观来
值的条测概率,其中,件特观测模型征的率概
利用特与征型之间模误差的进行刻画[9]另。种更一 普有遍义的方法意是统把得计的误到分差布为似作模型 [然6] 6;Cris iantS inmhcisscu[6e7] 等立基建于 Loentriazn函的数棒性鲁差分布误型。
模
3)( 研究现状在的存核问心和题本项目的研究想设
综合上三述个面, 方手状人态降维的题、问预测问题以及 观值测题等无疑是人问 3D 手跟研究踪中倍 受国外关注的焦点问内题,大但分部踪算跟法的鲁性、棒度精实时性之间和矛盾依的比较然 突出缺。乏原创性论和理法,方缺乏具针对有的研性究背景,缺乏系统性研究思的,缺路对乏人“ ”进行研究—可能—是前难以目调实和时和性鲁棒之性间矛的盾分深部次层原因虽;然本项目组的 前期研在这究面作了一些工作[方8-60],但7仅属于仅探性索研,缺究“精”乏度和深“度。 ”本项目对针基于然人自的 H手C I数在虚字样拟系机统中的论和理用应究研需要,的以前期研预 结为基本出发果,以点究研认行为知型与状态模预测、手人动系运的统动态模型之的关系为间基 本突口,破将仿分析和原型实真现结合,系统相地性研究粒滤波子方中的法几个心过程核和应的关相 键题—问—维“数灾难问”题Cur(seof Dminseinaloti)、状y态预测的精比较度、低获观测取值和测 似然观型模法存算在算时间开计比销大较及鲁以性比较棒差问等题,最终形成个集一据的数输、入预 处理跟、踪、渲和输出染一体的为初鲁棒具性和实性时手势三维的踪原跟型统系。我 们注也意,到人跟手与人体踪跟存在踪共性,着都属即关节式物于跟体;踪体总标都目力是求 到达棒鲁和实时性的性一统。但是,手本身势不仅有具样性多、义多以性及时间空和间上差的异 等特点,而性人手且复杂是的多节体,具有比链体人杂复得多运的动形,并且人式具手有高由度 自及以指的骨寸比尺小,较手人运中往动存在严重往自遮现挡,象手人这些的殊矛盾特决了基定于 算计机视的觉手人踪与跟人体踪存在很大跟区的别。
4)(前国家自期然学基金小科资助项目额研进展概述究
本项是目项本目组国家自然科基金学小资额项助(2目08.01-028012,No.6.7031790)继的续和深入, 期前研为本究项目供提更为现了的实项立据、依为更刻的立深项背景。 该额小助项资把研究重点目放状在预态、测人状态手变量微的结构及观其概率形的初式描步 述以基及这种于微观结的采样构方法我们建。立了状态变量微观结构的步框架,初本完成从基观表 征特和构结特出征发状对变态微观量构进行结述描及以基于这种构结的态采状样法,但方仅对仅人 机交互程过中几种单简基本的作操进统行
计和认知理分心析,立了初步的认知模建,型尚深未层揭次示状态变 量微观构结本质的和涵内, 国际期 刊《Im gae ndaVi iso Cnomuptng 》i的稿审见意认
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Ho“ewvr, eas poetnitall yaluvble as athsiidea i s, tiw s ant uonorfutntaeylrea liedz to aihghen ugohde rge ein htsi amunscritp t,h werokre qiresu furtherre fienmneta dn atd aaanlyis”s 基本完成;了于多基度尺论理的 手图像不人特征同响应式的方数描学述可以较好,提取的手图人中的像主要测观征,特但间开 销需时要进一步化优鲁,性棒测观似模然尚型完未建立全;对状态测预法方行了进比深较入研究的, 测精预度得到大改很,但善间时开销仍比较然;提大了出于光照对化变具有较强棒性鲁的色分肤布模 以型相应的肤色及分类方法,但光照在化变大条太件的鲁下性还不令人满意;棒已基经形本一成 集个据的数入输预处、理、踪跟、染渲输出为一和体人手的 D 3模自型动初化系始统,但未形尚一成个 具鲁初棒和性实性的手时三势跟维踪型原系统 虽然;相关研究论文已经 被Jou《rnl afo Ifonrmtaino& C omutpatioal Snicecn》e、 《件学软报 》 《计、算机究研发与展》 、 电子《学》报等国顶内期级和刊要国 际会重所录用或发议表但还,没在有响因影子的高S C I国际刊期上表发文。论一另方,面通过项目 该的持支,目项进一步强组化实了验室设建优化了,人梯才,队实夯研究基了础拓,展研了究思。路 考文献
[参] 董1海, 王士,坚 戴忠等国著.人机 交互多状和变态的微观结构量户用面界M[].北京 科:出版学社, 199,9 第1 版 .[ ]2A liEr o lGoree Bgbis,e irMecA icoNlecsu ,iRhArcdD. Boye,l AnXder wTmbly. oARe vie ow VinionsB-sae Fudl lDFOH and MtooinE simattoni[]C. IEEE oCputmreS coietyC noefrnece n oCompter Vusioi AnndPa tetr Rencognitoi (nCVPR’020),5 an SiDgeo,CA, US A,20 0: 51-522 [3] .li AErlo e ta,l V.isio-bnsed aHan Posd eEstmitian:o A ReievwJ[. C]opmuer tisiVn oand Imgea nUerdtsnadig. n2070,1 8:025–37.[4] Da guoi Zou,h aYngsenghWa gn,Xi alu ohCne.Hand Co tnoruT arking UcisngC odennastin onda aPtritonediSa mpiln.g Lecutre Nteo is ConmuptreScien e,cSp irgnr eeBlinr ,eiHdlbeer,g2 08, 0593:0343 3-25. .[5]王亮 ,胡明卫 ,铁牛. 人运动谭的觉分视综述析 .算机学报[J]计 2.02, 205(3: )26-2237 [.] 6GunagiqYe , Jsao J.n Cosor, rGegor Dy .ageHr.G setue rRcogniteoin siUng D 3Apepraane acnd oMiotn Faeture[Cs]. nIP orecdengis f oVCPHCI (RVsion iadnP atertnR cegoitinonf orH mua Cnmpotur enIteartcio)n ,HnogK ong ,0204, 01 :106-107.[ ] 7董士.海人 交机的互进展及临的挑面战J[.] 计算辅机助设与图形计学报学 ,2040,1 61(:)-11. [83] 水英, 张程云剑 .子粒波滤评 [J]述. 航学宇,报 200,829(4) 1099:1111. [9- ]法胜, 赵清杰王.一
种用于决非解线滤波性题的新型粒子滤波问算法J[. ]计机算报学 ,0208, 3(2):341635-. [210 ]睿陈 ,刘国, 赵国英, 翌俊,张李华 .基于序 列蒙卡特方法的罗 3D人体 运跟踪动[J.] 计机算助设辅与计图学学形. 报0025 1,(7):85-912 [11] Ma.cCrmock Ji,I asrd .MP rattioien Sdmalpni,gAar itulaced Otbject, asdnIn trface-QeualtyiHa ndTr ackingJ[] .In rPoecdiegsn f EoCCV, Dubli, n020, 20 13-:1. [192] Duescher tJ ,Davdsoni ,A eRidI1 .rAicutlteda Patritoinng if Hoih giDmnesoinla eaScr hSpcaseAssoc iate ditW hrAictluaedt Bdoy oMito Canpurt[e] CrocPeeingd of sIntenratoinla Cnfeorecen on CompuertV isinoan dP atert nRecogitnin, Haoaiw,i20 01,2 66:-679.6 [1] 3. JaMCcroimkc ,A.Blak e Partiti.nodeSa mlpni,g rAtculiatde Objetcs and Interfcaequal-it HyadnTr ckiag[nC.] I
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自然家科基金学请申
书rPceedoigsn fo teh7t hErupoea nonfeCrnee cn ComOutperV iisno,D bliu, nrIelan,d 200: 3-019
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[
41 Y] Wu, T. .S.H ang.uC ptariug Anriculattd Huemn Maoion: At Dvidi-and-eoCqune ApprracohC]. [rPoeecindsg ofIEEE Iternntianol ConfaeencreComp uterV siion 1,99:960 -6116 [.15 ]HnainngZho u, hToas S. Hmunag.Track ig Arntcilutaed andH otMoi winhtEi gne DnamycisAn aysil[s]C .Interntaonal ionfCreecneon Copumert Viiso, Nnice ,rFnac,e200 : 1312-11009 [.16 ]eDtuchersJ ,D aisonvA, R ed I. iAtomutac Piartiitninog f oiHh Digemsnoialn eaSch SrpcaseAss oicatd Wieht rAiculatedtBody Mo itn Coptaur[eC.] I Pronecedngis o fCnoefrecen n Comoupetr Visin onda aPtetrnRe cgontiio, 200n1: 18719-3 .[71 ]J PacWhs,H. tem, SYEd.a. RealnTi-m Hand eGsteuer Teelrobtoi cSstyemUs ni tge huFzyzC M-ens alCsuertin Alggoritm[h].CWord lutAmatioo nCognres(WsCA) ,Orland, Flooidar,US A 2,02: 00434-10. 1[8] Rómer osalRs.eTh eSp ceialiez dMpaipgns rAcitehctuerwit hApp ilcaions tot isVino-aBsedEsti maton of irtiAulcteda Bdyo PoesD[.]P h..D hTsesi.osBon Utnviresiy Gtarudtae cSholoof A rts an dAnd ciSneec,s2 002 [.91]R hg eJM, aKadne T. V.sialuTrac ink ogf igH hDF OrtAiclauet dStrcutreu: snA Appliatcino t Huoamn Tarkingc[C]. n:IE kludh nJ-O (e) dPorceedigsn fo 3d Erurpeoa Cnnofernee oc nComutep rVision ,Sweed,n1 99, 4081: 3546.–[20] B .Stegern ,. TAhaananytahn, .HPS. T.or,r .R ipoCll. Estiaatinmg3D anHdP oe Usisgn HirerchiacalM lui-tlbea Classlficaitin[J]. Ioameg andV sioi Cnmputing, 2o00,7 252): (885-1814. [91]2 刘棠, 丽吴筱, 心玮梁,贾云得 . 于非参数基念传播的信可 C行空间关-节人跟踪方手. 计算机辅助设计与图法学形 学,报 2008, 20(4):476 48-1[ 2] 2onyT Lni,H ngoib Znh, aSn-ak Lee.URie mnnaan iMaifoln dLaenirgn ofrN onlneiraDi mneiosanity lReduciont[]C .9t Euhoreapn Conefrnce en oComptuer isVon iEC(V),C Pra tI,L NS 3C91, 5Grza,Aus rta, 2i06: 04-54. [235]J ..MR hg, T.e anKde. Diaigteeys: Vsiin-oBsad Humea HnandT racknig[R. ]eTc.hRep. C MUC-S93--20,2S hoco lo Cfomupter ciSnce, eCarneigeMe llnoU ivnersty,i 913.9 [24 ].U. SLe, I.eCo hne 3D Ha.d neconRtsrcuion Ftor mMonocluarVi we In.ert
naitnao Colfnreenc eo nPattern RcoegnitionC]. [Procedieng sf ohte17 t Inhtrentaonil Canoefenceron attePrn eRcongiito n(CIPR0’4.) aCmbrdige, KU 2,00,4 : 310-3331 .[52 ]dEawdrLi , nnAydCa sisd, Dyn aook, HvAnishaBa lgai, suTha Chnn. eHndaT rcaking UisngSpati l Gaestue Mordelng inad iVusa Feldebckafo a Virtuarl D JSystme[]. CFortu IEEE hInteranitnao loCfnreece nn Moulitomadl nItefrces aI(MI'C20, )Y, NSA U 2,020:1 9-202. [27] 6ZenhgWu, aMrgrti etke,B Jigninb aWng ,aVsslii stAhtsois ,San tSclraoff T.ackring wihtD nayicmH didenState-Sha e pMoedsl. roPceeidns go thfe Euopera nCnoerfene co nCmpotur eisVoniECCV)(, aMrsielel Fr,nace,2 08,01(:)6 34656 [27- ]春潘洪 马颂德, 基.区于的域手指维三动运踪[跟J. 中]图国图形像报学 2003,.8( 0)1 :102512-0.1[2 ] 崔锦实.8 基三于维模的关型式节体物姿态估计跟踪与法方研[究]. 博D论士,文 0204 北,京:清华 学大.[2 ] Lin9 J,Y.,. Yng Wui Hu,ang, .T.S D3M delo-baeds Hna Tdrckina Ugisg Stonhacsit cDiertcSea rchM ethd. Aotumaoic tFaec ad Gestunr Recegoniito[J]. nroPeceidnsgof th 6EIE EnIertaniotan lConerenfe,c 2040 6:93-68. [90] 3obNtakua hSmaia, doKsukeuK mirua Y,osiakhiS hraii and Yo,hinosr Kunio .HndaPostu e rEsimttaon iyb oCmbiing 2n- ADpepraace-bnaseda d n3 DoMde-blsae dApporacesh[C] .rPcoedeingsof 1 th5 Itnreantoinla oCfenrecne on attPen reRcgointoni Ba,rcelnoa, paSi,n 200,0 3: 0977-1. 第212 页 版本1 .101.18
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[
13 ].VAt ihtso,sS. S lacrof.fA nAp eparace-nBsade raFewormk fr o3DHa n dSahpe Caslsifcatiio andn amCea Vrewpioin tstEiatiom[C]n Pr.ceeoidns of gIEE InEertnational oCfernenec o Anuotmaic tFace nadGe tuse Rrecgnotion,i20 20 :4-50. 53[2 ]V .Atithss, So Sc.lraffo .stEiatming3D aHdnPo se rFomA Clut ertd Imaeg[e]C .Prcoeedign sf oIEEE Interatnoian loCnerefcn oen oCpmtue Visironand Pa tetnrR ceonigitno 2,00, 23: 32-439. 43[3] N.S himdaa K, .iKura,m Y. hirSai R.ae-limt 3-D Haend Posute rstimEaton baisd one -2D ppAaranec eeRtrieavl sUin gMonoucal rCaemra[]. PCoreedincgs o InftenarionaltWS o RAnTG-FTR Ssat(leiletWS o IfCC200V1, )002:1 32-30.[34 ].J euDschter,A .Balk, e.I eid.R rAticlauetdB do yMotinoCap uter yB nnAaleedP ratilec Flteriin[Cg.] EIEEC nofeenrceo nCompteruVi isn oandP attrn eReogcitnoinCVP(R’00, H)itol Hean, UdA,S 200,0 2:114 4-1194 [.5] 3. BMrya E, K.oler-Meierl L,. Van Gool.Smar Partticel FlterinigF o 3D rHandTr ckiag[nC.]Pr o.cI EE IEnterntainola oCnferecen onA utmoaic Ftae c &Gesure tRcogentioin, eoSul, Korea 2,04:0 675-806.[ 6]3 M.B ayr, .E Kller-Moeei,r . MuPllre L. Van,G olo, N N. Schra.dolpu. h3DH andTr caink gyB aRpi dSochtasict Gradien Dtecesn Utsngi ASiknnngiM doleC].[ nI1 t surEopaen Cnoefrene cno isuVa lMedai ProucdiontC(VMP, L)noond ,200: 4231-37.2 [37 J]. in,LY. u,WT. S .uangH .apCutrig nuHman aHdn oMtio nI Image nequSnees[Cc. I]n Wrkosohpon Mo tio ann dVdio eCmpouting( WVC0M2),200 :29 9–14.0[3 ]8M . Bayr ,E.oKllr-Meeier, .N.N cShaurdlop,h .LVa Gnolo .aFst tocShatiscOpti
mizaiotn fro rtAiulcatd Setrctuur Tracekign[J] Im.ae agn Vdsioi Cnmoutpin, 20g7, 25(30) 3:25–634 [.9] 3 Bray,M EKoller-eier, L MVa nGolo Smar. tarPictleF itlrien fgr Hoigh-idmesnoian Tlracikg[nJ]. oCmptur Vesiio nad nmagI enUerdstnaidn., g020, 710(61) 11:-621. [904] aRkisn L.,Rivlin, E. uRzsdyk, .MD imesinnoaliyt edRutioc fonr rtAiulctea doBydT acrkni[Jg].3 TD VConferenec 20,7, K0osI sand,l 0027:1-4 .41[ 单彩峰.]用于人机 交的互觉手势识别视 硕.士文[论D] .204, 0北: 京国科中学院动化研自所. 究[2]4魏 成育. 能服智型务机人的器视人觉交互与导航机[D] .博士论.文 2004 ,北: 京国中科院自动学研化所. 究4[] 3陈, 睿刘翌国 ,宇, 李华邓.结 粒子滤波和局部优合方法化的体运动人踪[跟]. 计算机J辅助计设图形学学报与.20 0,618 2)(:276-282. [44] tenSge B,r hTaynaathannA, Tror PH S , etal. M dol-basedeandh TacrknigUsi n g aHeirarhcialcBay sianeFil ter J]. IE[EE Tarsacntois non aPttre nnalAsyi asn dacMineh nIetllgienc, e206, 20(8)9:1372-1384 [.4] 冯志5. 运动人手全的维三踪方法研究[跟D]. 博士论,文20 6, 济0:南山东大学 . [64 ]Y.Wu, J .Y . iL,nT .S. H uagn .aptCuing Natural Hrad nrAtciluatin[oC.] Pocr I.EEEI nertntaoinal Cnferencoe OnCo mpuet risVoin V,nacovuer, Caanad, 2010,2 :26-4423 [.7] 4M. atKo, .W. Chen, Y.G X. ArtucilatuedH na dTarkcnigby PCA -CI AAprpaohcC]. In [rPoeecdngs oi fIEE ConfeErnceeon utAmoaictF ca aned estGuerR ecgnitioon ,oStuamptho,nUK, 206:032 93-4. [38] X4nyu Xi,uB oxina Li .aR-Blacowklliesd ePratilec Fliter oFrTr ckanig iwh tppAliaciont inVis aulSu rvellaine. cTh 2ednJoi tn EIE IEtnenartonila orkshWo pn. 2o00:5 71-4.2
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国家自然
科学基申金书请
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版
[49] ei WuQ,Dan Sconhelf. Redal-Time Dcentealrzei Ardtciuatel Mdotoin nAalsiysan dbOjcetTr akingcF omr Vdieo[s]. JEIEE raTnastcin oo nmaIge Pocressing ,007, 216():82 219-213. [80] 5西颖王 张习,文, 戴忠.国一 种向面实交互的变时形势跟手踪方[法J] .软学件,报 027,0 8(10): 2423-2413. [315]Anb agnYa ,oGu jini Wang ,Xinggang Ln,iHa Wanog Ke.nre lBseadA tircualtd Objeec tTrakinc gwihtSca el Adptatian aon Mdoel UpdadetC]. Acous[itcs ,Seeph cnad ignSa Proclesisn,g 2080.IC ASPS2 008.I EE EInterntiaoan loCnferenceo .nL as Vgase,N ,V 200894:5-48. 952[]Su int Naaaky Su,edp Searka, Barrbaar oLedign D.isribtuiot-BnsaedD mensiionailty Redcuitn Aoppled io tAtrculiatedM otino Reogcintoi[J]n .IEEE ranTastciosno natPert nnAayslis nda acMihn Inetleligecne ,0208, 99:1- 8 .53[]N. aswVnai .artPcil eiFletrig FnroL rageDi mnesoial Stante pSaescw thiMu litomad lbOsrevaitonLi eklhioos[J].dIEE E Trnsaations cno igSanl rPoescsign ,0208, 6(150:)458 -3495. 75[]4 邓立. 卡尔曼自波与维纳滤波: 现代时间滤列分析序方[法]. M哈尔滨:哈 滨尔业工学出大版, 社0210. [55 ]X.Ro g niL, Veselis n.PJ lkio. vA urvey oS fManuverein gTrgatTreckani:g Aprpoimxatoin eTcniqhue fsro NnolinareFil trine.g roPceedigns of
2040S IP EConfrenee co nigSal ann dataDP orecsing of sSalm Targlest S,n aiDego ,CA,US A ,200:4 357550- [.56 陈坚 ,]王 成 ,文 恩华吴 .单 目频中视标无记的体人动运踪跟[ ]. 计J算机辅助设与图计形学报学. 2 00,51 7():92 33-20093 .[75 Wa]yen Kelly,A dnrw eDnnoleal,n Dree kMolol. Syrecnien fogr Ojebciotnbae Ilmges: aA eRiewv foS kn Diteeciton Tchneques[C]. Intirnetianaol Mahcie nVsioi ann Imdaeg rPceossng ioCnfernee,c Ls Aoamliots, CA, SU, A0208 1:15-581. 58[ S.] Mlassaotis,iN. Aif ati, nM .Srittniz. s AesGuterR cogneitoni Sytesm sUnig3 DD ata[]C.In P roeedicngsof t ehF irs Intetrntianoa lymSpsiom un 3oDD aa Prtocesings isuVailztioan nadTra nsisssmon,i Paovd, atIaly, 020:2 90–1193 [5.]9 aVacanv, At., Chtaeu.aT..Re altime Hadeand Han sd Tacrkig bn yMoncuoar Vlisin[Co]. nI IEE EntIenrtianal Cooference nn omIaegP orescisg n G,eoan It,lay 2005, ,: 21302–1 05. [60]3江 冬梅, 晓娟, 吴博张,洋赵 健.子 于基 FM L的征特测算法在手势识别检中应的[J用.]山 东大学学报工(学), 2004, 版342)(42-:4.5[ 6] 1丁洋,海 阮琦秋.多尺度模 型矩描与子绘相合结手势识别算法[的J]. 方交北大学学通, 20报04 2,(8)2:144-.5[6 ]2任海 兵,祝 新, 徐光远, 祐晓平张 林学訚, 复.杂背下的手景分势割与识[别]. J自化动报学 2,002, 28():2265-216 63][吴 娟, 晓翟亭,海 王,磊 徐力群.一种改进的 CAMSHI F 手势T踪算跟法J[]. 山大学东学(报工版), 学020, 34(6)4 :1021-24.[64] arisP Kamikai, JosnaL asenyb Gr.aidnt-Basee dHnadT rckaign sinUgS lhiuotee Datat[J] Le.tcue roNet isnC mpouertSc ienec.Spri ngerBer ilnH/eielbdrg. 2e070 ,003-2947:3 2-435 [6.] Akihi5orI mai Nob,tukaaSh maia,d Yosiakhi Shrai.iH nd Postauer Esitatminoi nC oplmx Baekgrcoudns ybCon sideinr gisM-mtcah ofMode l[J] .Letcre uNtosein omCputr Secenic, eSrpineg Brerli n/ eHiedlbrge,200 , 48743:59 -606. 76[6 ]Pihuea iL, iTnaew Znanh.gV isaul Cntoour Trackni Basged no Patrcile Flties[r]. IJmae gisiVno Cmopuing,t 2003 21,: 11-1132.[ 67 Cri]tsin Smiachnisesu,c BlilTr igsg Est.iamitngA ritcualed tHman uotiMnoW it hoCavranice caleSd Sapmlng[i]J . 14第 页版本 .111.018
3
国家然自科基学金请申
书nIetnrtiaonl aoJrnua lfoRo obtiscR seaerc,h2 03, 02(26:) 37-319.3
2
090
版68[] 志冯, 全波杨 ,李毅 王中华,, 艳伟郑. 改善以精为目度的标手跟人踪法方究[J研.]计 算机研与发究展. 200,845 (7): 219-3214.8 6[9] Zhquai neFgn ,B oYan, guehuY Chein Y,nawieZh eng,Yi L,iZ hnoghua Wng.a esearRcho nS amping Mlethos di Particlen FitlriengB sea dupon Mciorsrtutcru oe Statfe arVialeb[]C 20.0 8Itnreationan loCfnreecneon I tnelliegtnC mpuoitn (gIIC C002), 8Sahnghi,aCh nia ,Lecuret oNte in Csomupet rSceinec ,Vlomu e226/2008,5251-257 .7[0]Zhiq an uenFg,Y nweai Zhnge ,ingLZha n, Bg oanY,g Jngiixan ghaZng T.he RoubstLikel iood hoMed lo Statef eaMusemrnt enadIts A pplciaiton In srAticluatdeOb ejct raTcing[Ck. 2]080 Itnrneaiotan Symlosiup mon CompuetrS icenc and Ceomutpaiotal ne
T
chologny (SISCC2T00)8, haSghnai,C inah 2,008:391- 396 [71] .T. iLdenebrg Fe.atru eDeettion cithWA uomtaic tScal eSeleticn[o].JInt rnateinoalJo rnula foCom ptuer isioVn,199 8 3,(20: 79-)16.1 [2]7 BrtzenerL , aLtepv , IinLebdregT .Han dGetsureR ecgniotoin Uisg Mnult-iScleaC louro Faetrus,e Herarchiiacl Moels addn aPtrcleiF ltiernigC[.T]h 5teh nItenrtainalo Cnforence oenA touamtic aFe cand eGtsureR cegnioiotn,Wa hisgtno DC,n2 002:4 2-348.2[ 37] 李和平, 胡占义, 毅吴,红吴 朝福.基 于半监学督的习行为模建与异常测检J][ 软件学报,.20 07 18,3(: 5)27-573.
2
、项目 的研目标究、研内究以容拟及决的关键问题解
期研前究工作主的要展进和得取的研究成果成,为确定本目研究目项、标究研内容、键关题 和研究方问的基本案据依
。1)(研究目标
本目的项主目标是要:在期前究的基研之上础以改,善跟踪果结鲁的棒和实性时并较好地将性其融 或统合起来一为基目本标研究关,键算,法把提并的出一系列进先技和算法术制编成序程模块 ,成一形个较比统的基于计系算视觉的机自然手跟踪人原型系。统在技术上主实现以下要个目三标 :1 研)状究态的描述形式,新并究基于研种这述形描的式态状样方采。法2 )以 时性实和棒性为目标,鲁究研态预状方法。测3 )研 究向面时性和实棒性需鲁要的获取状观态测值及建立以观测然似模的方法。
型
(2研究内)容
本项目要对粒子主波方法中滤临面的部共同分题问和点难问展题开究,为研探索维三运动手人跟踪 过中程鲁棒的问性题和实性时题提供新的问理和方法论。体研具内究容下如 :1)研 究实时以性和鲁棒为目标的状性观测态和观测值然似模型主,要括包 :究研色肤特、征运特征动、边界特以及人手征型投模特影等征多信息的获种取其融及合 法方,研究阴在影光和亮度变照化件下人手条肤的色棒鲁识别方法; 优化性期前提出基于的多尺度论和方法理取状态观获测并建值观测似然模型的方立。
第 法15 版本 页.110.1183
国
家然自学基金科申请
书
0209版
)2研究 实时性以鲁和棒性为标目的状态测方法预主,要括:包研 究 U(UnsTentcd erTnafosmratoin变换中)Sigm a点的新特性; 重点 究研于基多度尺状观态值和认知测为行型模行状态预测的进新方法。3 研)状态究变的微量结构,主要包括观: 究研状态变量观结构的基微组成本和一般构架,重点立认知行建模为。 型)4研 究人状手的视角建态模与人自遮挡处理,手要主括:包优化 前提出的期相校机准法、方三 维手的人何几建模法,方 点研究重同不场下景三维人 手模型配的和信息融准合法方
(3。)解决拟的键关问题
) 1期前研主要究从观特征和结构表特征出对状发
态变微观量结构行描述进,难 以准确捕操捉作者手 状态势杂的非线性变复规律。为此,基化 于CH 的I认知为行分析建模和,深次揭层示状 态变微量结观构本质和的内,涵化优和化深状态量变微的观构,是本项目需结首先取要得突破 的术要技和难点之一点 。2) 期研究提前的“双 出U T换”变态预状测法需要使用方一个尽可覆盖能标目运动式模范围的模 集型当增加,型模中的模型数集时,计算时间量开销然必会倍成加,怎样在保增状态证测 预度精条件的进一步改下善态预测状法算的间时复杂、精度度和棒鲁,是本项目需性着要力解决 的另个一关键题。问3 ) 期研究基本前上成完了于基尺多理度的人手论像图同特不响征应式方数的描学述 ,但尚考 未虑手人色模肤、人型运动、图手轮廓像等多素对于特征提因取度的精影响为。,把此响影 鲁棒特征性的主因素要与于基最尺度的特征响佳进行融合应,提实时性出比较、鲁棒性好比较强 的观特测提取算征, 法并立相应的建测似然模观型 是本项,目要需决的解三第关键问个题
3。拟采取、的研究方案可及行分析 性(1研)方究法
以已预研有结果为本基发出点根植于基,于自人手的 然CHI在 字虚拟数机样统中系的论和应理用 研的究需要以并为切之入点 以,有地效把踪跟结果鲁的棒和实时性性合融和统一起来基本目为标,将 真分析仿和型原现相结实合系统性地,究粒子研波方滤中的法个几核心程和相应过关的问题, 将键棒性和鲁时性融合实粒子到滤方法波采的样程过、测过预和程获观取测值主等要过程中。一面, 重点对方作者操的知行认进行分为析建模,建和状立变量态的微观结构另一方;,面利多用度尺空 间理和方法论重,点研究提状取观测态征的特鲁性方法。
棒(2
技)路线
术于上述基究目研标和究方研,法计设本出项的目总技体术案方图( 1)。
16第页
版本 1.10.1381
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002 版
9上人手帧维三模型历史息信当前和帧像图信息0
获基取于多度或最佳尺尺度的 前状当观态测值
基 于HCI的认知 理和行 心心为的分析理建模
和1
态状预测
2
微
观构结
观 微结构
0
X态向量
状X1
……
n
3X
于基态变量状观结微构进采行
样
3 人D手觉视模建
样本
状
观测态然似型模
计算粒
子重权
4
当前值帧手三维人模
型5
1图 项本的目总体技术案 方第 17页 版本 .0111.183
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请
200 版
根9图据1 示主所要究研容内之间内在联系的,项目主要本下从几个方面述出发实施项各研究 工:作(1) 获状取观态测、建立值测似观然型,模为态状测预计和算粒子值权供提基
本数据 (2);基 于CH I的认心知理和为心理的分析和建行模为,进状态预测行建立和状变量微态结观构提基本供 据;数 3(建)状立变态的微量结观,为样构采本样供提本数基; 据()4进行样本采样,旨在少数粒 用刻画手子状势态的验概后率分; 布()人5手态的状视建模角与人手自遮挡处。理具技术体路线下:
如获
状取态测观、建立值测观然似模
型妨假设在观不图像测只存中人手肤在,色暂考虑人脸不胳、等膊位的部肤色(要时必以采用可 本请申 书P.1 文4[5献9进]处行) 理 在项。目前组研究期果结的基础上 ,进一步采用系拟统化研方究, 对法期前关算法进相优化行有针对,地协性状调态征提特取法算中度、实时性和鲁精性之间的矛棒盾 拟分。三阶个进行研究段:第 一阶段:立人手肤建识别模色型(1) 确定有效的人手色肤征特检索。关文相,在目前比较献熟的成色肤特中进征行分析和选,构筛 人手造色特肤征量向 。2()把图像 度进行规亮范化或准标化 ,后分然建别以肤立色度亮为度的尺尺度多人手肤色征特分 模布型背景和颜色布模型,在分此基上础立识别建人手色肤特征量向的高模型。斯第 二段:阶获取态观测状值 (1 )把手人特征行分进类,对并进行其学数描述 先,首拟把人特手征分三类为即:,U”态“征点、“特V态”特点和征C L 线段( 图 2示)所。所 谓U”态“特点征是指根指、尖指类特征点这它,们具圆有角的表状观特征。V“”特征态点是 指不同手指节指之由间于挡遮关在系帧图像上产生的点交具,尖点状的有观特表。把组成征手势多 边的线形段为 称C 线段L,把 L C线上的段点称 C为 内点L其。,用次几或何微分偏方描法述各 特类征
。图
2 人手 特及其分征示类图意
图
3 述人手描沿形边状手势多边的形
2()快速提取 人手征特初步位置信的息 首,根据先人结构手的生理特征相和机成像的本基点特,用手多边形描述势人图手边像界图 (3 所)示 ,一步研进究手势边形的多快生成速算。在前法工作的基础期上,之目需前重要点
解第 81页 版本 101.1138.
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请20
09 版
决
手多边势的形封闭性、回路性无及以尺寸图像小手中势边多形的精度等问。题次其研究人 ,手征与手特多势边之间形的系,关实人现手征的初步定特位 (3) 。利多尺度用理论方法,和究研不同类人型特手征多的尺度应响数之学表 达前需要重点研究“V”态目征点和特CL 段的线速快多度响尺表达应式,采用能智算方法计优化或 法确方定最尺度。 佳三第段阶建立观:测似然模型融合 人肤色手手势、图像边、界运动、手轮势
廓约条件束等多种素因,立建势手态向状量 X 的观向量测
Z = ( z
color , z egd ,e z omtoin, z pro ejctoni) T
似然之模
型P
( t) (Z| )X= p ( t () z colr o X|) p (t ( ) ezde g X ) p| ( t )( mzotoni| X ) p( t) ( zpr oejtcion |X
其中,t) 为尺,Z 度变中量别分表示手人色、肤势手图像界、运动边手、势廓轮束条约等主件 观测要特征
。基于
HCI 的 认行知为析和建分
模以研操作者在 HC究 过I程的认中知结构型为切模点,以实验入察观或假设法验等检为本基研 究方法用神经网,、柔络神性经树智能等息信处方法,理从简单到复,从杂特殊到一般,逐步立操建作 者基自于人手 然HCI过 程认的知行模为型,为状 预态和测状态变微观量构结的计提设供基数据本。拟分 两个阶段行进研究: 一第段:阶据数获 取利用数手据套位置、踪器跟设等获取备作操在者数虚拟样字机配系装的 H统IC过程中运 手势动的 关数有据。 第二段:阶研基于自然人究手 HIC 过程操中作者认的知为行型模( )1 在 深入 分 人析机 互 交任 务 交 互、过 程 和行 为 真仿建 模 的基 之础上 ,建立 基 于 G -UL-GO(SMUA,NL,OTS)的认知行O模型。 (2)为 对-U-L G知行认模型中为人与运手动关有过的程进行数学述描主要,分步两进: 1行 人手运)动的基模本型 图4 示意一 个能的可本基模,型它述某参描数的变过程是化个一续连变和突形变 替交进的行程过;拟已有研在究基之上,结础合 Ftist 定、Hi律c k定律和 MH M(Hddin eaMrko vMdoe,lHMM) 模,型确影定响续连变形持时续间和变持突续时的间关因键 (素如,系例响统应方式、程过距、等离 )采,机器用学等方习法建连续形立变持续时 和间变持突续间时数的学表达。式 2)人 手动运一般模的 在自然的人机型互交条下,件人运手动过可程能破上突基本述模,型现出表复更、杂更高 的非级线运动性式,形拟采用柔性经神进树算法进化化在完出成一基本个任
务第19 页 版本 1.011.138
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200
9版
程中状过态量变化的微分变方程。
图 4
人运动手一的基本种型
模(3
)按照觉直认知→→稳定认知的过程,把认知行模型及其表达形为式进行化推泛广。
状
态预测拟以改善速度和
度为精主目标要, 前期提对出基的“双于UT 换变的”状态预测方法进优化行 。具 研究步体骤如:下 1) 在(前已有期研究果的成基础上,进一步究 研Sgmi 点的a特性新探讨,非在线条件下性S imga 与点状态预测值间的之深层联次系式,进一形改善步态状预精测。度 (2 )合 Sig融a m点、前帧状态观测当以值认及行为模型知,提速出快、度度精高、鲁棒强性的态状预测新 法。
算融合具体的法方为:把运动系本身统的态动型模和知认为模行进行加权融型, 合得到个综一模型合,再 UT 变把换加施该于合综型模。
立建态状变量微的结构
观拟分两个阶段研究态变状量的微结构: 观一第段:阶立状态变建量观结构微基本的形 式要主从自挡遮速、、加速度度基等本因素发探索状出态量之变间线或简单性非线性的联形系式 ,讨探避对免态变量进状行密高度样采的要必件条或分条充件目前这。阶个段工的已经基本作成。完第 二阶段:微对观构进行结优化深化 和实和充善状态完量变的观微结,构示状态揭变之间更高级量更、杂(非线性)复的联形式系。 采拟用的基本径途为: 1() 在有研究现基础上,之进步一化优遮自挡判断法方简化,遮挡概等率基量本的计算方法。 2()从作操者认行知为模型出发,化和优深化态变状的量观微构。 图结5 中进步给一了出两种项目本已组经步预初研的基认知于为行模建状态变量微的结构观,该 方用案段时型、人模动手模型、空间特态征刻等操作者的认知行为。画
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(a) 图 5 拟用采两的状种变量微观态构
结
()b
采
样
拟用采基的本思是路 首:先把,状 X 态 (=α1 , α 2,..,. αn ) 中的 n 变个分量两为:类一可以采用类确性定法估计方值; 其另一采用随类算机法计其值。其估,对于次需采要用机算法确定随值其状态变量: (a的根)状据态变 量微观的构,把结态状变分为量u 个子集 S , S12, …,S(uf
i()
u u
∑
| |
iS=1
u
i
|= |n) 使,得每在个集合,中元其
,且
|| Ω( i )|
U
iu 1
=最后
, 过对通 UΩ ( ) i进采样行而得 U S到i 。S i 描述 状后态概验率分的典布集型间之关系。的 =1 ii 1=
u
u
人手状态的
视建模与角人手遮自挡理处综合运
用义广、超锥二曲面次和B 样条 面设计曲加准确更的纹带的理三维人模手型优,化期前人手三 模型维度精;用利包盒围技术优,化前期究中研理人手处自挡问遮的题时开销间 为了更加有。地效处人手理自遮挡问题本项,目至拟采用少 2个 像摄机时同人手对进跟行。踪对手 指关和节进编行号,而有效解从决同场不下三景维手人模的配型准题。问同场景下不三维手模 人信息型合的具融方法为体: 首先 , 用FP算法 别对分视图各行三进维踪, 得跟人手三到模维型;其 , 在次不的同视图中,分人析
手
三维模型不存中自在挡的各部分之遮间的何位几关置或系代数关系; 然,后过这通些系关人手由型模一部分的状态中数推算出另参一部的状分参态数最;后,用推算出 状的参态取替被数遮部挡分状的态数参。
实
验平台
前期在研究中已,经成形个一简单的数虚拟样机字实验平和台个一数据集的输入、处理、跟 踪、渲预染输和为一出的体人 手3D 模的型动自初化始系。在此统础上基本项,目采用拟两枪个式摄
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机通过版高性能色彩数图像采字卡(DH集-G4C10)计与机算相,连手跟人踪系统从集卡采帧逐取提帧 图像进,行踪跟理,处然后将踪跟结送 果penGL O 或GU(GPrphaci sroPcessni Ungt)进行绘制或i 出(输 图) 6
。
枪摄式机 像枪摄式机像
图
6本 目项的验方案
实
(3 )行性可析
多年来,项目分组相关在究领研域到国家得然自学基科 (6金077139) 、山东0自省然学科基金 Y2(070G39)和 东山省育厅科教技划计目(项0JY71J)8资助的 对以基于,计机算觉视的然人自跟踪手 为主线的相关问展开题了究;研研团究成员知队结识构具有补互性;本项目部分大究研方法都以可采用数学 模型来决解,从学数的度上角看,拟采的用研技术路线究可行的是。特是,别期工前的 研究作进和取展得研的成果,究仅积不累了研基究础而,且凸和支撑现项目研本究案的可方性行。对 ,此主要从个五面进方分析行
:1)取状获态测值和建观观立似测然模型多
度尺理认论,尺为和度次是层许物理多现的象本质征,特实中现的体物只一在的尺定范度 内以有围义意的实存在体尺度,空理间论在为同不度上处理尺像图构提结供了很好理的框论架,可 它以从同不面层上对测图像观进行效有的达表和处。瑞士理家学皇的院Lin dbeegr(本申书 请.1P5 献 文[17-7])利用2多度尺理论形成,了较完整比特征的取理提论系体,供了一整提套鲁性强的特棒提取 征法。方在前期 研中究,项组以鲁棒目性实和性为时目,对标人从帧手图像中取获特征点并建观测立似 然模型方法进行了研究。的我们出了提手用势边多形描的手势述像轮图的廓速快算法;手对多边势 的顶点形部区域利局 Linde用ebr 方法获g基于取多尺的度特点,利征 用Huasorffd 离距和Haus odrf 矩f阵达表同不尺度下特征信的息;在基此上础提,出状了观测似然模型态(申请本 P书.3-123、本项目组 研成果究[1,82224,,2]5)。 过进一通分析步人特征的手应响数表达式和实学结果验据数采,用优
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方化可法以导出人推特征的最手尺度,进佳步结一合人
手肤、色手图势像边、运动界、手势轮约 廓束条件等征特对测似然模观型进完善和优化行
。)基2 于HIC的 知行为认分和建模
认知心理学是析研究在科人活动领技中域的心理活动规律与特的一门点学,科它用信加息工的观点 研人究认知过的程已,经为成研HCI过程究的要理重论之一行。为理心研学究的行人特为性将,人、机 、器境看成一个行动系环来统看待对其并以加考察然,后对再其行的动决先条和结件果以 分析。加用认知行利为模型,以对人的行为进行可测预学或习,新的角度从状态为预测和状变态微量 观结的构设计供基提依据。本G U--L模型将GMO(SGol,aOpertainoM,etodh,Seletiocn ure)l模型UA、(NUsr Aeticn Nototioan )模型、LTOSO(Lnguaage fO emTorpl aOrdernig Spcefiictioa)模n型结为一合预测个性行为模的,从型而从 的角度揭示新手人动运简单或的线非性运动的律。规这是本就项目所之要以究“研人” 、究人研 认的心理知行和心为的理基本理论据依 HMM。柔性、神经树监、、督无督监或监督半本(请申P书1.文5[献37)等]多软智很计能方算提供 了认知法为建模的基行方本。 状法变态微量观构是对状结态量变的深次层研究旨在揭示决,定状变态运动量方的式在矛内盾和规律,包 括原因、过程及其学描数述—认—知为模行正型诠是或释真仿种这盾矛的动运程过、现实 种运这的数学描述动之学方科。法就是也,状态变说微观量构结仅不从数学角的描述度状态量的 变化或变布分律规,且展现而态变量之状间更广泛更深的联系形刻,式从为而设计效高采样的算法 提供新的科依学。 在前据期研究,中项组对基目H于IC认知心的理进行研了,究在对大量的验数据进实统行计分 析基的上础初完成状步变态微量结观的构设,计认对心理和知为心行的分理和建析模行进必要了预的 (参见本研申书“技术路线”请中图)5 得,了有价值的到验结果;实提出了基状于态量微观变构 的不同结采样方,法这方些法可有以避效免对低“质”样量进本采样行实验;果初结步证了验本目提 出“采项用少粒子较可就以较刻好状画后态验概率布”分的基本设想本申(请P书.313-、2本项目组究研成果[ ,5617,21,,3]2)
。)3状态预
在测期前研究,项中组分目别从KF滤波器U的在机理和内手人动运型模两个面入方手,改善跟以 踪果的精确度结为基目标本,点对UK重F算中存在法部的分论理问进题行探了,讨在基础上提此出 改了进后的UKFDUT 算 ,同法时也 对MIM进行 了改,把 I进M 模型变为MMM 模型 ,进再步一将 UFKUDT算法和MM型模相合,得到U融KFDU+MM算法。研T究明表Si,ma点g有一具些趣有的新 特,性过通对这
些新特进性研究行可以,到找改进态状预测精的新途径(本度申请P书31、.项本目 组研成究果[]4 )如。进一步把Sigma点果(与部一)分状观测值相态结,合将必进一步高提预测度,精 低降测预算法的时复杂间。度这种而合是完全结可能的,例从S如giam与点一(分)部状态测观之 间值拟合的度出程,发可以找到一就简单的结种合途径。 很显,明高状态提预测度精、化优系的统态动模型降、低样采数目三者这之相互呼间应、机有 统。一
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4)采样
()首先需a说明要是,对的状变量进态行随采样,有机可得到能真的实D手势3;参数用化法 描方手势状述,态利有根据于手人生理模的型态和静动约束态条件降低,歧或病义手态势发的生概。 率b)(定确采样方法中所映述关系射一种简的方法就单是立建映关系射与为模行型间之的联系 (。)c 从本质讲,本上目项的样采程是把过维高空采间问样题化转为低空间采维样题问低维,间下样本空的典型集与高 空间下样维本的型集之间典具一有定对的关系应这是,因二者为从同不度刻画同角一事物现象的 质。 另本方面一根,贝据叶原斯理粒子的数,量由状方程态维的数先、概验率密度数函以及重要密 度数的函相度等所决似定本项,目出的采提样法方基之切入点就本是化运动系统优状方态程降低状、态 程的维方,面向数棒鲁性实、时和性度精求的预要测方法观测和似然模型利有于化先优验率概密 函度以及数重密度要数的函似度的设相计。 状变量态的微观结构为现实述上样设想采提供一了种本基的据结构,数步初研结果究明表这种研究设 想是行的(可申本请书P31-.23、项本目研组究果[成,5,16721,2,]) 3。
)人5状态手视角的建与人模手遮自处挡理
前期经对已相机校方准、三法人手的维何建几方模法自和遮挡理处等题问行研进(究本申书 P.31请 本项、目组研究成[7果,])8 。此 外 ,本目项采简单的数据用构避免结了间时开销大很的IC(IteraPtiveC oselt Psinto)配过准。程此 ,项外组目还人对肤色手模建与势识别等与手本目有关的项要重问展开题研究(本了请申 书P3-0P32、本.项目研究成果[组12,2,5,6]2 。
)
、 4本目项特的色创与新处之(1) 本项的特色
目项目本的色特于:在1从系统结)来构看,将确性方法定的实性特点时概和率性方法鲁的性棒 特有机点结,控制跟踪合程过着沿鲁棒和性时实的性融合进点行,这目前与许多者学出提的跟思想 是踪一致;的)2微结构观提供一种合理了的择机制和选分类制机一。面方,于大概率对通,道被择 选几的必然率大较,
另一面方,于小对概率道通仍,有然被中的选可性。能从,既而证保粒子了质的量 性或,能保又了粒子证的多性样这。与前国目上粒际优化的子总体目是标一致的;)3基于状变 量微观态构的结粒生成子建立器一种了基于不粒度的同跟方踪,在一定条件法下这,种子生粒器成 就演变为普的粒通子滤波器,就这示了基于显态变量微观结状构粒子生成器的普与粒子滤通器的统波 性;4一本)项目将部大关分键问题采用都具普有意遍的义数形式学进行描述,括包状态预测模型 认知行为、型和模多度模尺等型 ,些这学模数型人体跟踪在许等多踪跟域领究研中往具往有普遍义意。
(
)本项2目的要主新点
创1 通)探过索认行为知模型与人手运动统系态动模型间之关的,进系提出而一种手状人态变微量观结构的概 率描述式以及形之为基以础的子粒成方生法。有的采样现方法要建主立状在态先分 布验的础基上,之种分这布能从只单一面层描状述态化变特的征,研本究提的出态状量变微结观 构及其概描率形述式可以客观反映作者操的知行为特认征从。而,种这究设想研能使得采可
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2过程建在立加更有、高效效统一、和放开的据数结构基础的上。之2) 目与前泛采用的基广运于系动统动态模型的测预方法同,不项目从本UKF 预的内在机理和认 测知理心入手试图,把认知行模型为引入状态到测中,综合预善预改算法测的间时杂度、精复度和 鲁性棒。3 与)目普遍前用的从采图像中行进特征提取方的法同,不本项将目帧图像中人手的征进行特类, 利分多用度理尺在论同不度尺处理图上像构结,不从层同上面观对测图像行进有效表和处达理, 过通设不计同型人手类征特响算子应获取,态状测特征和观观测似模然,使之基型满本足棒鲁 和实时性性的需要。
5
年度、究计研划预期研及究果结( )年1研度计划究2
100年 :201度.0-2011.12 0重研点究维降理的论和方。研究人手法态变量的微观结状及构概其率描述形式,及基于这以种 构结的样方采法重;实点认知现行的为仿和真模,进建而进步一立建、完善和优状态化变的量观 结微构及其述描式形。计划邀中请科国学院知科学重认点实室验等门部内相国关领专域 家2- 人3校来进 行术交流学,预 7 人计参次加内国或际学国会术。议20 1 1年度:210.1-10211.1 研2究以实时和鲁性性为棒目标状的态测预法方, 重点前对期研中提出的究于“双 UT基 换变的” 状态测方法预进行仿和真优化提;面向实时性出鲁和性需棒的要获状取态观测方法值,及以于基种 这测值建观观立
测似模型的然方。法划邀计国请外相关领专家域 -1 2人来进校学术交行,流计预 人7 参加次国内国际学或术会议 20。2 年度:1202.1-1012.12 重2进行点软件模的集块、测成试和价。评形成一个较系统的比于基计算机觉视的然自人跟踪 手型系统;原对系的实统性和时棒鲁进性系统检验行测试、和分,析出存在的指问题可能及的改途 进径;建本项目跟踪立系的统评体价系进行;题结验。计收邀划请内国关相域专领 家-1 人2来校进行学术 流,交预计 7 次参人国加内国际或学术议。会
(
)预期研究成果2
) 1在前已有研究期果的基成之础上在,项目本几个的键问题关上得突破,取即实:基于现H C I的 认行为分知和析建模深层,揭次示态状变量微观结构本质的内涵;和一步降低进双“UT 变换”状 态预测算 的法时间杂复度;提出实性比时好较鲁、性比较强棒的测特征观提算取法,建并相立应 的测似观然型。模2) 实现个一较系比统基的于算计机视觉的然人自手跟踪型原系统 3)。 《在I EEET arsnacitns oon Imag Peocerssing 》 、I《ntenraiontla oJrunla ofIm agean dG arphcis》 、 《 计机算报学 、》 《软学报》和件计算《机究研与发展》等国外主内要刊物及以高水国平会议际上
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表研
论究文1 5至 20 篇其。,中SCI收 录不数少 4于篇, IE收 录不数于 1少 篇2。4) 培 博养士研生究1 2 -。 人)5培 硕养士究研 生-8 6。人
二(研究)基础工作条件
(与1研究基)
近年础来项,目申者和请项组目成一员从事直像处理图智、能息信处、运理人动三维跟踪、手 机人交互虚、现实等拟方面的理研究与科研开发工论,先作参后完成与多个了家 8国63 划、国计家自 然科基金学山东省和自然学科基金目,在国项内有影响的外期刊和术学会议发上表文近论1 0 0篇 。目申请项参者的与“性神柔经树分层、能计算智论理及应用研其”究获2 08 0年山东省学技科术奖三 等、奖持主的混“合软计算论及其理应用究研2”05 年获山0省东高等校学秀优研成科果一等奖 这。成些果的要主献贡在,采于交叉式用立和体式研究方,从法的角新对度神算经法、传遗法算进 、规化划、蚁蚂法算、随搜索算机以法及糊算模等法行进研究,再些这果成其是柔性神经树尤论理和 方法研究为的项本目建立认知行模型为奠定了基。 在项础目申者请博的论文中士已经对, UFK、SF、TU T变换、于 R基BG和 H V S颜空色间 Ba和eys 类器的观分值测取方获法相关等问题行进了究和实研,现影对响系统棒性和鲁度精的手三维视人觉模 型、统动系模型态、摄机像模、自型遮模挡以型及
观测型模基础等工性进行了作比较统系研究。 此的,外目项申请者在大早学阶就段曾选修知认心理课程学在攻,读博学位期士间从认知心学理 在 HC 中的应I用角掌握度了核其理论心和本基验方实;法在项目成员共享组这理些论方和法基的础 ,项上组目断向本不校及国内事心从学理相等研究关的分部专进行请家教和交流;此在础基上, 用利认心理学中的适知应性行模为的型论和方理法,得取了些一有价值的实验据数和验实结。果 尤是其在200年,8在家自国然学科金 (基6073179)0的资助,下项组目成奋勇员攻关,共发论表 文1篇,7其有8中篇期刊文论项目组已,具备相关研经究基础该;项目促了项目进组团的成队长, 优化了人才梯,夯实队研了基究,拓展了础究思路研取,了令人得舞鼓进展,主的包要括 1:以)鲁性棒实时和性为目标,对从人帧图手像中取获征特点并建观测立然模似的型方法进行 了究研提。出用手了多边势描形述势手图轮像、对廓势手多边形顶点局的部区利域用 Lnieberd g法获方 取基于多尺度角的位置点的本思想基基本方法和提出,状态观测似然模型了,进步把该模一型于 用维三运人动手踪,并跟行大进对量实比验理论。析分实验和结表果,明文本建立测观然似型模的 法具有方时复间度低、杂棒鲁性的强优。点在Pe ntumi , C4PU .2GHZ4 and512M 内存 的PC 机 上, 从21×100 2手图像人中提取尺多手势特征所度的用平均时已经控间制 5在00毫 秒以,其内,中取手 提势多形边时的间 1为 毫5秒 (注。:实验明,在表同等行条运件下Li,nebdrg e方法在经未优化条件 提下取尺度角点特征所多的用均时间为平 3 7分左钟右 。) 2在大量实)验和析分基的础初上建步立了知行为认型,初步完模状态变量微成观构的结计;设 出了提于基不状同态量变观微构的不结采样方同法,这些法可方以效有避“低质免量的”采样例(, 如果某状如变态以大概量率保持上与帧一相同,则当前帧无在需对进其行高度密样)采; 验实果结初步
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版证了验本项目出“采用提少粒较就可以较子刻好画态后状概率分布验的”设目标计此外。初,验步证了 控帧采制样平数均的本设想基在这方。面的关研有论究已文被经软件《报学》、 《 子学报》电及 国会议际发或表录用。 )项3目组别从UKF滤分波的器内机在理和人运动模手型两个面方手,入以善跟踪结果的改精确度 为本目基,重点对 UK标 F算中存在法的分理论部问进行题探了讨,出提精度得了到善的改U KDFUT+M状态预M测踪算法。跟审专稿家的价评“是稿件该有具高较的术
学水平。物跟踪体计是 机算视的觉个一经难典题,复杂对体物人如手跟算踪法的效有改具有进重的要论理价,值时同人 运动手踪在人跟机互具交有要重的用,应但于由手运人的复动杂性,高度精地踪人手一直存跟在大较 的难度,者作从UFK波器的滤理出原,结发合动运模,提型了改进出的UKDUT+MMF法算有一具 的新意定,体现出作者一定的造创性在国内,尚见未道报”。 在方面的这关研究成有果已发表在《计经算 研机与究发》展上
。
7图基 U于FDKTU+MM算法的 分部验结实
此果外,已有的究进研还包展:括1 )提 出一相机种校新方法,有准研究成关果经已表发国际在期《 刊Juonarlo fInfo mationr C&mputoationl aciSneec》上。2)提出 种基一3D于手模型和人目单图像序的运列人动手踪跟过程中自遮挡问的题决解案方,有关研 成果究经已发在国际表刊《J期uroan olf nfIromtian o C&mpoutationalScien ce上》 。3分)提别基于高出模斯和型椭聚类分圆的析色肤检方测法
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)4出提基于SGM模型H(Santadrizdd Hande esGtrueMo de)和lOM模M型Q(uantitaet detriM Mcdol)e 的人跟踪手算评价法框。 架图 7和图 8 进 一步给出了分连续帧部图像的跟踪果,图 9 是复杂背结下景手运人动在线实时 检过程测和验结果实图 1,0是 基多尺度的鲁于棒特征提取算法性提手取观势测特的征验结实果。
图
8基于态状量变观结微进构行样采得到的跟踪结果
图
9人 肤手色测检算法的实验果结
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图版1 0 尺度 t在1=0 0件条下,对具噪声有像的人手图征提取特结
果除此
外,本项目之申者还请国与内同外行建立了比密切的较联系。方面,在项目一请申攻读者博士学位期间 ,既得到指导了师老山大东孟学祥教旭的悉心授指导,又得到中了国科学院软件究研 戴所国忠究研的指点和帮助;而员且,我们通还过联互网的形与式国剑桥英大的学S etneg 博r讨论士 关相问题Ste,ngre博 士 从199 年左右9就始开利用 KF U滤方波研法究人手跟踪我;还与们京北学大 三视维觉算计机器与实验室的崔人实锦博士建了立联,系她 早 2000 在左右年就开研始利究用子粒滤 波法方跟自然踪手人并, 于0240年获 得清华大博学学士;同时,位与曾还中在科学院计算国术研技究所 从事人体动跟踪运的陈博士睿和国中科学院件研软所究陈的坚士博通过子邮电件探讨关相问 题。目前项,组目经已浙与江大 CA学D&G 国家重C实验室点教育“部—英尔信特技息术项专研科基金项目” 的相关中研展究合作,开已经邀请中科学院、浙国江大和北学京意产创业究研等
所
相关 领的域名专知家来本项目组到实验进室行导指和流,交我们正备与国内准从外事运跟踪的专动家和 者建立学加广更的联泛,系积极地、计有地划请国内邀相关域专领来家本目项组实室作报告,力验 得争中国到科学认院科知重点学实验室的支和持助。帮 项本目的组前研究期作工和取所的成得果已逐渐得到经同的认可和关注行。近最本,项目申 请已应邀者担 任2009年 “ 6 第数届博物馆字文化与自然产数字遗及化保护研会讨第一暨全国数字博届 馆物数字与技科高级论馆”坛程序员会副委席。
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)工条作
件除了拥有图图形处像理系统和计算机真仿系统研等环境以外,究项组目还备具光曙 400L0(42节 点) 高档、计算机(线双程3.2GHz I ntl Pe 4理处,2G器 内,存VIDNIA 860G0 带T 21M 8显,存 peOnG L.20+NIDVI Ag1.4C等必要)开的发设备拥;有 D5T 司公的5 T-UDltra 1 数4手字、Po套lhmes u司的 公Patiort位置 跟踪器以及TJ3D 眼镜等 主设要,备目项还组拥有一套完的整字数虚拟样机配装 系统案例。通过年国去家自然学小额基金的科持支项目,进一步强化组了实室建验,设2008年学校 投资又 10 元为万项目本购买组关相设备。 这软些硬件条件及以经费持将为支目组顺利完成任项务发 关挥键作用
(。3)申人简介请
项目申请 人志全 19冯64 6年 月 62日 生出工学博,士教授,硕,生士师。导199 年5获西得北业大学计算工应用 专业机硕学位士20,0 年获6得山东大学算机软件计理论研与究方向士学位博博,论文士题是目运“动 人的手三维踪跟法研究方”。 后在中国农先银业行新疆行以分济南大学及作, 现工要从事图主像理、处基于计算 视机的自觉然人的手3 D跟 踪虚、拟现实人、机互交等域的研究领开和工作发,表学术论发 文40 篇余,编主材教部一,为现南济学 大4 教授岗A位、际期刊国T《h epOneVi tual Reralti yJorualn 》编委E(dtiorailBo ar Mdemer)。b主要获奖 况:情 []1 月辉陈, 杨波 ,冯全志, 李金屏,成 锋.谢“ 性神柔经树分层智、计能理算及其论用应究研” ,山东省 科学技奖术等奖三,2 008.[ ] 冯志全2 杨,,波陈月辉. “ 混软合算理论及其应计用究研获”山省东高等学校秀优研成科一等果,奖2 050.[ 3 陈]辉月 ,杨,波 李金,屏冯 全.志“ 算智计的理能与应论用研”究山获省高东等学校优科秀研成果 一奖等, 204. 04[ ]尹建,芹 庆孟芳 冯,志全, 李金,屏 陈辉月 .智“能计理算论及其信在处理中的应用研究号 获”东山省高 等校优学科研秀果成等奖一, 0280 近.5 发年的表部相分学关术文论 :[]1 冯志全,李 屏, 董金文, 赵磊吉,蔡 .镜 维二
连续形变体物的算机计别技术识究研J]. 计[算学机报.2003 , 2(62)1 1:36-1674.4EI( )2][ 志冯全 ,孟旭祥,蒋志方, 王锐 ,珣蔡. 连形续图变的追踪像别识法算其在及势识别手统系中的应用 研究J[] .算计机学. 报0026 ,29(1: 1)5-1306.(E)I [] 冯志全3, 孟旭祥, 学李, 庆王锐 .于基目单系体的见可重构手法算究[J]研.计 机算学报 .020, 6923)(:44 8-56.(4I)E第 3
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请2090
版4][冯志全 杨,波,李毅, 中华王, 郑艳.伟以 善精改度为标目人手跟踪的法研方[J]. 究计机研究算与 发.2展00, 45(87: )239112-48 (.I) E5[] 志全冯, 杨, 波李毅 ,艳郑伟 ,张少.白 时以优化间为目的粒子标滤波手跟势方踪法研[究J. 电]子学报 ,20 08 已录()用 [6 冯]全志,杨波 ,陈辉月,李毅 郑,艳伟. 一人种粒手子滤波踪跟器设的[计]. 软J学报, Supplem件ne,t 2008 ,19: 8-957 [.7] 张少 白,阮 晓 ,钢 谢锋,成 冯志全 . 种用一于体人直平衡控制的垂脑模型 .小电 学报子, 3 611)( :123-2213,8 2080.(SC ) I8] Fe[ng zh-quina Y,agnbo ,Z han giLn, Zhengg an-weiy, iLyi S,ng oXaona, iangW hzogn-hau.Re seracho nCamer Caalbriation[J].J urnal oo fnIorfmaitno &ompCuttaioaln Sciecne ,0028 5,(2: 6)74-54. 6(E)I[ 9]F ne gzhi-quna,Y agn b,oZ enh yga-nei,w anWgzh on-guah L, ii,YSon Xiagona .Rseeachron Sef-lOclusicn Iosusesi n3 DumHa Hnna draTcknigJ].[ Joruan lo Infofmation & rCmputatoioal ncSeice, 20n0,85(1) 455:-614.( IE)[1 ] 冯0志, 曲全宁守,成谢锋, 毅李. 灰度多图像续连形的计算机变识技术研究[别]. 计J算辅机设助 计图形学与报.学 205,01 7(8) 1:75-27159.(E)I[1 ]1 志全,冯 祥旭孟 .一强跟踪种波滤器及其人在手踪跟中的用应研究J[.] 计算机辅助计设图与形 学报.学200 6 18(,7:)1 0601-066.(I) E12[]冯 志全, 孟祥旭 .一基于种 UF K的3 D 人-手踪跟法算J[. 计算]辅助机设与计形学学图报 .2006 18, 8) :12(6-42169.(E)I 13][ 冯全, 志祥孟旭 .于基动可态手指见人的跟手踪法算究研[]J 系.统仿真学. 20报06, 8(8)1:235 1- 234.5 (IE)[ 4] 冯志1, 杨全波,王中 ,华 郑艳伟,李毅 .图像 拓扑构结快速识的别术研技[究J.]系统 仿学报真,20 8,02 0(4)2: 726-6702. (E4)I[ 51 冯志全, 孟祥旭, 蔺永政] UKF .波器滤的强跟踪性研究[J.]小型 微计型算系统.机2 006, 7(21)1 :142-21452.[16] 冯全, 志张白少 ,董文, 吉谢锋成. 迭函数系代统 IF S引子吸图匹配像技的研术究[]J.小型 型计微 机算统. 系2030, 4(2)9: 7212172-. 5[1]7 Fegn hZiquna, Megn Xianxu, gYan gCengheli . NewA lgoAritmh toGet t eh orCreposndnees crFmot h eIame SgeuqnceseC]. F[zzy Susytme snda Knwleogd eDicsoevyr:S ceno dnternItiaona lCnfeoernc (FeSD 200K5 L,NAI3 14)6 ,oL Aslmatis,oC lafiorna: IEiEECom puetr oScetiy Perss ,0205:412 -491 (S.C,EI)I 18[]Z iqhan ueng, Fo BYna, guYeuihCh en ,Ynaew iZhegn,Y i Li Zho,gnhu aWng. Reseaach ro Samnpinlg
Mehots id narPitlec ilteFrnigBa sd eupon iMcrstrucoure to Sfttae Vriaabe[l].C2008 Iternntaoinal Cnforenece noI tnleilgent Comptuign (ICI’C8)0, Sanghahi ,Chnai Le,tucer Noets i
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0290版
Comp
uertScie ne,c Voulme5 262/2080 25,-127.5(E I,SIPT)[1 ]9Zhi qanu Fng, Yenwai Zehneg,Ling haZg, noB Yang ,iJnxiagng hZna. ghe RTbuos tLiekilohdo Modelof taSteM esarumeen tnda ts IAplpcaiiotn sIn Aticuratel Odbejt cTrakcnigC][.2008 nIernattionl aySmosiump noC moupetrS ceincea dnCom utptainao lTchenlogo (ySICCS2008T, )Shagnha,i hina, LCos Aalimost ,Califrona:iIE EE omputCr eocSety irePss, 208:0 93-136. 9EI(I,SP)T 20[]Jia n aoG, aCimig Zhang,n Zhqiua Fenn.g urfacS eainmtaoi bnsea od n2D eitdngiC[.] eLtcur Notes in Coemuper tSiencc. e200,744 6: 938-646.6 EI() [21]Z iqhuna Fne,gBo Y ng,aYa wni Zheeg,nTao uX,Zh ogHnauW na,g YiLi. R seearc ohn vEaultaoi nFaremowrk fors odMl-eaBes Hand dTrakcign[]C.T e 4hh tntIenartonail Conerencef onNatura lC mpuottaoi, Jnnain ,hiCa,n oLs Aalmito,s alifCorin:aIE E EoCpumertS oietcy Pesr, 2s080 ,:3 82-6867.( IE,ISTP)[22 ] hZqiua Fneng B,oY ng,a Yuhei uCenh Y,n aJiag. nA aPtirlecFil eritg nFo r3DH uamnHa d nTrcaink[Cg].I YCCS2 080I(tenraniotnla Cnofernee cof Yrunog omCpuet Screntiist)s, Zhanjigjae, iChnia, oL Asalmtiso,C aiflrnioa :EIEE oCmutpr SoeicteyP ress, 2008 :219-12784 (EI.I,TSP)[ 2]3Zh iqanu eFn,g ePiil nuD ,iaXnoa oSgn, iLn gZhang Z,hnexiang Cgeh. Rnesaerh cnoFe taruse Etraxtcoi nrFmo rameF mIaegSeque necs[C] .2008 nIetnraiontalSy pmsoimuon Com pute Srieccenan dCmputatioonla Tcenolohyg (SCICS200T)8 ,Shanhag,iC ihn,a oL Aslmatis, Coalifroina:I EE CEoputer moSceit Pryess 2,008 7:26766. -(E,ISIP) T2[4 Zh]iqun Feag, nBo Yagn, aYwen Zihneg, Zohnguh aWag, Yin i. LRseeachro n3D Ha dn Tarcikn Ugings Pratcil eiFlterign[]C. hT 4teh nItenatioran lCnfeoence ornNa utral Cmpouatitn,o LsoA amilto,sJ nia, nhCian, Cailorfna: iEIEEComp uert ociSeytP rses,2 00,87 :36-771. (3IEISTP, [2)] H5a-kuio angT ,ZihuaqnF egn Han.′d sSkn DietectinoBa es do Ellnpsei Custerlin[g].C2 080 nItrneaitona Slmposiuy onm omCpteruS ceinec nd aCmoupationtla Tcehnolog yI(CSSC20T8),0Shan hga,i Chni, aoLs Almatoi, Cslaiornfia:I EEEC omptue SocretyiP essr ,2008 7:85-617 (.I,ISET)P[2 6]Hao- ui TKag,n hi-quZanF eng T,ao Xu E.nahnec lAorgith mf Hona’sdS kni CloorB sae do nultM-ieMtohdInt egrrtaon. i2008 nIernttianoal Smpyoismu n oIformatnon Piorcesins, gLs Aolaimos, taClifornai :IEEE CmputeroSoci et yPessr, 002: 82024. (EI,IS-P)T[ 7] Z2hna Sghaobia,Fe n Zghqianu ,Chen gieXfnge An.Effe citv Meetod For hCnostrctuingHo fieldpNeur la etwNrko I Arnitrbay raveWorm Sfythneszer iDsiengC[. ICA]TM2004 onfCeencr,eLos A amitols,C liaforina :IEE EoCpmuetr oSicey Pters, 2s040: 0933-31(EI.) 2[] 8Fneg hi-Zuqn, LaiY ,iQ Suhoun-ig. Rneearsc onh eTcnhiuqes foApp rximoae Recogtnitiono Coftinnous Dufermoation OfIma gsew th iulMt-grey-ievels[l].CInt reatnioan lConerfenec no Intellgine Intfomrtioa nroPcessngi(I PI2
005) ,0250: 071-11.6(IE,ISP)T[29] F eng hiZQuan- ,anY gBo, Wan Zgongh-ua,H i LYi,Z heg nanYWe-i.Rese rch an ovEalatiuonF rmaworesk or Modfle-asedb anH drTckiag.n sAai imuSltioan Cofenencr e2007,S ouel ,oKra, 200e7:
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国自家科学然金申基书
200请 9
4版75466 -[30 ]ieXFnge Cehng ,Ynog Zanhg ,Zhiuanq engF,J uLiua n HdiBo uHu A No.vle lBidn econDolvtiuo neMhtd foor Siglen-Outpt Chuoati Ccovonultion Mxide Signal[C] .ntIrentaioalnS ymopsim un oNueal reNtwoks(rSNIN0205) ,LCS N437, D9laai,nC hian,2 005:5 0-5831 .(CSIE,I )目承担前科项研目况情 :[1]虚拟 样机人机交互界设计中自然人面手的跟踪法方究 , 山东省研自科学然金 (基2Y00G39)7,2 08.1020-1.120, 本与项目于属一同研领究域 但研,内容有究差,别重研究虚拟样点设计机中然 自手人运的建模动和踪跟别识. 项申目人为该项目的主持请. 人2[]基 认知心理学的于然自手人态采状方样法及其在动跟踪中的应用研运, 山究省教育厅科技计东 项目(划J0YJ781),2 080.120-111.,2与本 项目属同一于研究域,领但 研内究有容差别重,研点 H究C 中的认I知理心规律.项目申请 人为该目的项主持. [3] 人基于 oMnet Crla 方o法 的人 手 跟踪 法 研方究 ,济南 学大 博 士科 研 启 动 基金( XB0S05),7 0027.-2001.12. 申请人9为该项目主持的. 人本项目在承中任务:担 全面负本责目工作,制定总项体案,协方调控和项目进展制,构实验平台和基造数于手套字 及关算法相的合实验综对本;项的目关键问进行分析题和研,究主要研即究状态量的微观结变构及 特其概征率描述式,以及形相应的采样法方;进行认知行建为模,究观测值的获取方法研建立、测 观然模似。型杨 波961 年5 2月 ,工学博士,生济南大计学算应用技术学机科首席位岗授教,博生士导。全师国 优教师秀国家,材建行有突业出献的贡中年青家,教专育高等部学校算计科学机技与专业教术指学导分 员委副主任,山会计算东学机会副事理长主。从要计算机网事络和分式布能系统智、能智信息处 理方等面教的学科研工作主,持完成国家自科然基金学国、 86家 3划计国家、技支撑计科划国、家 向 面2 世纪1教学革改目和项部省级重点目项近 02项 ,发表学论文术8 0余篇,获 省部级科成果奖研10 项 。主要获奖 况: 情[1 ]杨波, 孙元, 润贞翔,陈 琳王 ,立志彭 .布分式园网区访络控制问键关术研究技, 东省科技山步二进等奖, 20 8. [20] 孟祥, 旭波杨 山.东省制业造信息化健技关攻术及应用工程关 山,东省科技进一步等, 奖2070 .[3] 杨, 波曲守宁,秦为 群,董 文吉,孙润元, 马涛, 刘,鹍 俊魏.超基于 国数据库的系产化软件列究研其 及用示范, 山应东省科进步一等奖技.[ 4 ]月辉, 陈杨, 波冯志全
, 李屏, 金成谢.锋柔性 经树、神分层智能算计理论其及用研应,究 山省东学科技术 三奖等奖 ,020.8[ ]5杨 ,波 曲守宁 ,吉文董, 涛,马孙 润元 基.网于络计的机基算础学教革改实践与, 东省山优秀学教成
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自然科家基金学请申
书
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果
一等奖,205.0[ 6 杨]波, 润元孙 荆山, 张蕾,, 马尧,秉陈 翔贞 下一.代互联关网技术键应用及研究 ,东省山计机优秀算应 成果一等奖用 200,6. 主要论情文况 :[]1 o BaYn, Lgihi Pzen,g Yeuhu Ciehn ,anxHng Liu,iRu nhangzYuan. A DG-bCsead aDtaClas sificatin oetMod hued sor fbnAromalNe wtok rItnusroi neteDciot.nLec tue Notre sniC ompute Scirecn,e20 0, Vol. 46342 p,.p 02-296.(1SIC ,I) [E] 2B Yoang ,uYeuhi Chn, euRzhnag Ynanu A F.lwob-sae deNwork toMntiroig Snystem seU fdorCS C iWnD sige[Cn.] Prco on.C CWD’S005.2 oCentrv, UK,y20 50,pp.50 -507.(3I)E[3 ] YnagB o ,L iHna Li,Y i. A Hyrbd inItrsuio Dnteecton Stiratey Usgd eof rWe Sbeuricty. LctureeN oes tinA tiriciflaInt eligelnec( NLI)A, 2003 ,Vl.o823,9 073-70.6(CSI) [4]Y ueui hChen,B Yong,a jAih Atbrham and Lazii Phegn E.voulitoarny eDign of Hiesarrcical Takhaig-uSeng oyTe FpzuyzMo dls eusng ivEluotoiaryn Agolritmhs .EEI ETran.son Fuzy Szysems, tVo.13l3().006.2p3p5-8973(SC.)I[ ]5Y .C enh, . BaYng,J .Dong, A. Abr ahm,a iTmeS eires orFcaestingU sin glFeibxl Neeral ureeT oMde,l Ifonrmaito nciSecns, eol.V1 4(374/)2,05,0 p.p2 1-9325.SCI)( 6] [izLhiPen , BgoY ang,Y uehu Chin enadA ijh Abrthaam Dat, arGviattaoi Bnsad eCalssiifctain. onfoImatirn ocSiences Vo.l .1976(,)pp. 8 09-19,8 2009(.SCI )7][Yu ehui heC, no Bang, JYn Ziohu.Au toamit Decsgin ofH irarcehiacl BR NFewtokr sorfSy tse mdeItifincatino[]C .RPIAC'I6, 0ecLtureN otseo nAtifrciial Inetligencel 2,060, Vl.o4909,pp .1119119-.5 SCI, (E)I[8] Y ehui uheC,n o YBnag ,Jien wonD. Tgim-eerieS Predsictio nUing s aocaLl Linera avWleet eNuarl Ntwerok Neu.rcoopmutig,n2 006 Vol,6.,9 Issue4-s6 pp.44,9-65. 4TO2P 5Htotst Aeticles ir SncinceeDreict(S.CI ,E)I 9] [YeuhuiChe , Anjih tAbraah, Bm oYan.gF aterueS eelticno ad Cnlssiafcaiitnous in FlegibxelNe ual Treer. Nerucoomuptni, g206,0ol.V07,Is sues1- 3,p p3.5-0133(SCI., IE )[01] Yehuu Chen,i Bo Yag,nA ijth bAahram Flex.ible NerulaTre e Enssebmel fro tSco kIndex Mdeoilng.Neu ocropumtni. g0270 V,o.70l ,sIues s46,- pp6.7-7930.SCI,( I) E1[1 Y]euui hCeh,nAjith A rabahm,B oang.Y ybHri Fdlxibel Neeual rrTeeBa sd enIrustio netDeticn oSsytme. Inserntatonai Joulran lo fnteIllgeit nSsytme,s200 7 Vol.,22 Is,ues4 pp.3,7-353.(S2IC, E) [12]I Yeuuih Ceh,n B Yaog. Nnolinean rSytesmM oedinlg vai pOimtla eDsgi nfo eNual Trree.s nIetnrationlaJ orualnof Neral Systume,sV l.1o4 ,N.o,2 15-132,7 2004.(SIC)[1 ]3uYhueiC he, Bn Yano. gAuomattc Desigin o fieHarrhiccl TaSFS- Mdoels usnigAnt rPgrommang aind SPOalg oirtm.hLec urte Ntose ni Copmuert ciSene(LcCS),N ol.V31 92, pp2.852-94,2 040.(SI)C
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家自然国学基科申金请书
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[14]uan YZahgn,B oYa gn.D ela-Coynsrtinad Multiecasitngwi t Powhe-rCotrnoli nWi elesr Nesworkt. LsecutreN tesoin C mpouertS ceinec,Vol. 6193 20,505:29-58.(S3IC )[1]5 henxZaignC he, noBYa ng, uehYi uCenh ,Aijh tAbrahm,a CrianG orasna d LnzihiP en.g Oniln HeybidrCla sifsir efro eePrto--Peer Sstemys Bsaed n NetwoorkP roescosrs.Ap lpideso ft omCptiug(AnSO)C 2,00.(SCI8) 1[6杨波, 胡]俊华.一种复 式合中信文过滤机息制 .小微型型计机系算统 200,3 Vo,.l24():71562-2159. (IE)目前 担承科项目情研: 况1[ 基]互联网的于分计算层智能研(J究200Q28),0山东 省自科然杰出学年青基金 200,81.-201.01, 项2 目持人. 主2[ 山东]省制造业信化科息技范工示(2006程BF0A12A)4,国 家技科支撑划, 计2070.-2019012.,子课 主持题. 人3][面 向速高络的网能化内容智分及类安审计方全的法究(研2Z006G0)3 ,山省自然科学东金基点重项 目, 020.7-1200.192 ,项主持目.人 在项本目中承任务:担 合结己在制造业自信息领化域的经验以虚及拟配装方等面对人交机互术的需求,技协项目助 责人制定总负方案体、协资调配置源控制项目、度和进质量,改论文修探,讨虚拟样机HC I计设技术 重点采,用神经络网、性柔神树等经智能息信处理方研法究知认为模行型。
4)已完(自成科然学金项基情目 况1结.题项研究工目作要
本摘目项请申所主者持的前国家自然科期基学小额探金性课题“面向实时索性鲁和棒的自然人性 手子滤波跟踪方法研究粒(”20081-2008..1,No.26770309)1研把究点重在状放态预测人、状态手量 变微的观构及结概其形式的率步初描述及基以于种结这的采样方构等法面方主。发现是: 要1()利 Si用ga m的新点性,可以特效改善有状预测精态; 度2()态变状量的微结观是客构观存在的是可以、 行进分析描述和,基于的态变状微观量构结进行样采使用,较粒少就可子较以刻好划状态验概后率分布 ; 3)(于基多尺理论的多度结点构响模应,在式积窗卷口尺限制寸比在较的小条下具有较件强 全的描局述能力,有可能立建时性好实、棒鲁性强观的测似模然。型由于在这一的年究研间内时, 有没深入研基于自究然人手机交人互过中程知心理认模型,此因态状变微观量构的结述还仅仅停描 在留于表基观征特的析分和刻画为。我们希此望能得国家自到科学然基金进一的资步,助对子滤粒 波方法自然人手在踪跟的若干中键问关题行进比较入深的研究继续探索认知行,模型为与手运人 动系统动模态型间的之系,关终最实现整对个踪跟系的集成、统测和评价试。
2.相
关成果详细目录的截止
0082年12月已,发论表文17篇其中,,期类论文刊篇,8议会类文9篇。论外此,还有部分论 文正整在之理,部分中论正文
在审过稿程之中:
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家自然科学基金请书
申
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1] 冯志[全,杨 波 ,毅李, 中王华 ,郑伟. 以艳善改精度目为标的手人跟踪方研法究 .算机研究与发计 展. 457(:12)391-42,8 208.0( IE 收录) []2 志冯全, 杨波,李 毅,郑 艳伟 张,少白. 时间优以化目为的粒子滤波手标势跟方踪法研究[]J. 子电 学, 200报 8已(用)录 3[ 冯志全, ]波杨 陈月辉, 李,,毅郑 伟艳 .一种手人子粒滤跟踪波器的设[J计.] 软件报学, Suppemlen,t1: 9789-5,20 80 .[] Fen4 gzi-hqua,n Yngab o,Z hag nLng,i hZne gaynwe-, iiL iy ,Son gXioan,a Wag zhonngh-ua Re.esarchon Came r aaliCbratoin. Jouraln f Informaoitn o& CmoupattinaloSc eince ,5(2):467-64,5 2008. E( 收录) I[] 5Feg znih-uaqn,Yan gb, oheZg nynaw-i,eWang z hngo-uha Li, i,YSo g nXaioa. Rnesaech ron eSf-lcOlcuios nIssesu n 3i HumaDnH nd araTkcnig.J uronlao f Inoframitn o Comp&tuaitnolaS iecne,c 51): (54-541,2608. (0E 收I录 [6])Zhiq au Fnneg,Bo Yna, guehuYiC he ,n YaweinZ enhg Y,iLi, adn Zohghuan anW. geResacr honS aplimng eMhtdo si Pnaritce Flilterign Basde puonM icrstroutcue of Srtta Variealb.e 002 8Inernatiotan lCnoefrecn on IntellegentiC omutpign( ICCI08’, Lec)utr eNtos ei Cnmouptre Siencce ,226:5 51-2275 ,008.2 (E 收I录)[7 ]冯 全,志波,杨王中华郑艳伟,,李毅. 图拓像扑构结的速快别技术研识究. 系仿统真报学,2 0( 24:)726-07246 2008.,( I, EITPS收 )录 [8] 张白 少, 晓钢阮, 成 锋谢, 志冯全 .种一用人体于直平垂控衡制的脑小型 .模电子学报 , 3 (161) :122-3138, 22080 [9].Z ehxinagn Che,nB o angY,Y ehuu Cheni, jAithAbr aamh ,rCian Grsoa nnda Lzhi Pineg .Onile HynribdCla ssifer ifr oePe-to-Prere Ssteyms aBse od neNtworkPr ocsesors A.ppiedlso t fomCptinu(gASC)O, 0208(已录 用.) [0]1Zh quai nengF B,oY ag,n anwei YZehng,Z hoghna uang, WYiLi. R seaerh oc 3n DaHdn TrcakingU isn Partgcie liltFering.The 4 t hnIteraniotna lCofenrnce eonNat ural Cmoptauiot, Jnnai, nShanodng,Ch na, ieNw Yro: kEIEECo pumtreS cieoty Perss ,: 3767-73,1 008.2( E,I ITPS收 ) 录11] Zh[qiaunFe g,nB oaYng, Ynweia Zhne,gTao Xu , honZguHa Wan, YgiLi. R searec on hEvaluaiont Frmeawrok fso Mrodl-easeBd andH racTinkg.The t4 Ihnerntaitonal oCferencenon Na urat lCmoupattino J,nina,Sha dnnog, hiCna,New Yo r: kEEE ComIpteurSociet Prysse,3 : 86268-, 27080.(E ,I STIP 录收 [1)] 2ZihqaunF egn, oB Yan, guehui CYeh,nY a Jiann.gA P aritcleF ltirieg Fnro3 DHuam nHad nraTkcni. ICgYS C020(8Itnrnateional Cofnreece fnor Yuogn ompuCter Sicenitsst, )Zahngjaiiej C,ina,h IEEECo puterm ocietSy 12,7-1984,2 2080 (EI.,I SP 收录T [)3] Z1iqhuna eFng,Ya wen Zihen,g iLgn Zhang ,B Yano, gJigxinngaZha ng .he ToRbutsLikel hiod Model oofS ttaeMea usemrne tan dIt sAppilcaiots Inn Artcilaued Otbectj rTakcni. g2080I netnrtaioan lSymosiupm o noCputme Scirecena n dCoputmaitnaol eThnclogyo( SCSIT2008)C S,ahghani ,hCina N,ewYo kr :IEE EomputCre Scieto yrePss 3,9-1396 ,0280.( I,E ITP S录收
)
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[4]1Zh qiun aFne, gPieli Dnu, iaoXa nSngo,L in ghZang Z,hegnxina Cghn. eReesrach n FoatureesE xractitn oFom Frrae Immgae eSuenqecs 200. 8nItrentaioanlS ymospimu onC ompteu Screicen andC opmtuatinoal echnology T(SCICS20T8)0Shangh,a, iCinh. Nea Yowrk: EEE ICmopter uSocityeP ers, 76s-7626,2 080. (E,IIS PT 收)录 [5] Ha1-kuio Tan, ZgihuqnaF egn H.an’sd SkinDet ecitn oasedBon Ell pis Clesteruni. 20g80 Itenrantonai lymSpsiumo noCom upert Scinceea dn Cmoutpatioan Tlceholony gI(SSCTC0028) ,hangShai ,hiCn, Nea Yowkr: IEEECo mptue Srcoiet Pyerss,7 5-8761 2008. ,EI,( ISTP收 录 )1[6] aH-Kuio Tang, Zhi-qaunFe gn, To Xu.a Ehnacn Algerotihmo f aHn’d skSinCo lo rasBe odn Mltu-ieMthdoI ntrgratioe. n0208 IntrenatonailS ypmosumion I fnrmoaiot nrocePssing .Mocsow Rusisa New Y,ork :IEE CoEputme rSoicty ePers,s20- 4, 2020. 8E(I I,TPS收录) [ 17]杜培林, 冯志全. 快速造点构模型上云二树叉的究.研 五第届能智 CA D数与娱乐学术会议字论文 , 集连大 电,工业出子版,社3-9, 008.2
三)(经费申请说明本项目
依单位托已较有的好硬件软件,项目经费主要用条科于研业务费支出少和量实的验装置 造改无需购置,5 万元以固上定产及设资。
备(四
)它附件清其
无。
单 第3 7
页本 1版0.11.381
国家
然科自学基申金请书
2009
版签字和盖章页
申请者: 冯全志 托依位:单济南大学项 名称目面:向人手维跟踪的粒三子波器滤中的时性和实鲁棒问性题究研资助 别:面类项目 亚上说类:明附注说明:
申者请诺:
我保证承请申书容内真的实性如。获果得金基资助,我履将项目负责人职行责,严遵守国格自 家科学基金然委员会的关有规定切,实保研究证作工时间认,开展工作真,时报按有关送材料。填 报若实和违失规定反本,人承将全担责任。部 字:
签项
组目要主与者承诺:参
我保证关有报申内容的实性真。如获果基金得资助我将,格遵守严家国然科学基自金员会委 有的关定规,实切保研究证作时工,间加合作、信强息资共源享,真开展工作认,及时项向负目责 报送人有关材。若个料信人失息实执行、项中目反违规,本定将人担承相责任关 编号。 1 23 4 56 78 9 杨波姓李毅 郑艳伟唐好 魁徐涛 蒋彦 宋 晓娜名 济南 学 大南济大 济学大南 济南大学学 济南大 济学大南学 南济学 工大单位作名 项称分目 构建认工知行 为型模算 法真研仿究 序设计 程序程设计 序程计设程 序设计程序设 计每年工 作 时间( 月 )8 810 1010 1 01 0 字
依签单位托及作单合承诺位:已
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