Ανίχνευση Και Κατηγοριοποίηση Ανθρωπίνων Κινήσεων Χρησιμοποιώντας Ιστογραφικές Μεθόδους Και Μαρκοβιανά Μοντέλα Με Εφαρμογή Στις Πολεμικές Τέχνες

Abstract

Η Ανίχνευση και Κατηγοριοποίηση Ανθρωπίνων Κινήσεων, ως τομέας σύμπραξης της Όρασης Υπολογιστών και της Αναγνώρισης Προτύπων, χρησιμοποιείται σε ολοένα και περισσότερες εφαρμογές για την περιγραφή της ανθρώπινης δραστηριότητας. Στα πλαίσια της Διπλωματικής αυτής Εργασίας, εισάγουμε ένα νέο σύστημα τέτοιας μορφής που βασίζεται στη χρήση τοπικών χωρο-χρονικών χαρακτηριστικών από Ιστογραφικές μεθόδους. Τέτοια χαρακτηριστικά είναι αυτά που εξάγονται από Ιστογράμματα Προσανατολισμένης Κλίσης (Histograms of Oriented Gradient-HOG) και από Ιστογράμματα ΟπτικήςΡοής (Histograms of Optical Flow-HOF), ενώ επιχειρούμε τη μείωση της διαστασιμότητας του προβλήματος εφαρμόζοντας Ανάλυση Πρωτευουσών Συνιστωσών (PCA) πάνω σε αυτά. Στη συνέχεια, καθώς επιθύμουμε να επικεντρώσουμε την εφαρμογή του συστήματος σε δυναμικά προβλήματα, όπως την αναγνώριση και κατηγοριοποίηση κινήσεων από Πολεμικές Τέχνες, συνδυάζουμε αυτά τα χαρακτηριστικά με χρήση Κρυφών Μαρ-κοβιανών Μοντέλων (ΗΜΜ) για να εκαπιδεύσουμε το μοντέλο της κάθε κίνησης. Το σύστημά μας δοκιμάζεται σε μία βάση δεδομένων από ακολουθίες κινήσεων shotokan karate (katas) που κατασκευάζουμε εμείς, ύστερα από βιντεοσκόπηση παιδιών-αθλητών karate. Tα ποσοστά ακρίβειας που βρίσκουμε με την πειραματική μας διαδικασία είναι αρκετά ενθαρρυντικά για εκτενέστερη μελέτη στο αντικείμενο. Παράλληλα, επιχειρούμενα προσδώσουμε και έναν εκπαιδευτικό χαρακτήρα στην εφαρμογή μας με την εξαγωγή βαθμολογίας για την ακρίβεια εκτέλεσης της κίνησης με βάση το πρότυπο που έχουμε κατασκευάσει.