人体步态及行为识别技术研究.pdf

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书籍描述

作者简介
杨旗,沈阳理工大学机械工程学院副教授。国家自然科学基金“分数阶控制系统理论新框架与分析设计方法研究”(61174145),主要参与者;沈阳理工大学科研立项的“行为识别关键技术在监控系统中的应用”项目主持者。

目录
目录
绪论………………………………………………………………………………001
1 矿井热交换理论在采矿工程中的应用………………………………………018
1.1 井巷热交换过程的简化分析………………………………………………018
1.1.1 空气的含湿量分析………………………………………………………018
1.1.2 热平衡方程………………………………………………………………019
1.1.3 普通关系式………………………………………………………………020
1.2 按热力因素计算矿井供风量………………………………………………022
1.2.1 按井下气象条件计算采煤工作面实际需要风量………………………022
1.2.2 按热力因素计算掘进工作面所需风量…………………………………026
1.2.3 按热力因素计算硐室所需风量…………………………………………029
1.2.4 柴油机硐室风量计算……………………………………………………029
1.3 矿床的通风降温可采深度…………………………………………………030
1.3.1 井底车场风流温度的简化计算…………………………………………030
1.3.2 通风降温可采深度计算…………………………………………………031
1.3.3 在矿井生产水平向深部转移时的通风降温可采深度…………………033
1.4 按热力因素确定巷道与采面长度…………………………………………035
1.4.1 按热力因素确定巷道长度………………………………………………036
1.4.2 按热力因素确定回采工作面长度………………………………………038
2 矿井降温热质交换设备………………………………………………………047
2.1 矿用喷淋式空气冷却器……………………………………………………047
2.1.1 在矿井降温中使用喷淋式空冷器的必要性……………………………047
2.1.2 矿用喷淋式空冷器的构造和类型………………………………………049
2.1.3 风流通过喷淋式空冷器的实际过程……………………………………051
2.1.4 影响喷淋式空冷器热交换效果的主要因素……………………………054
2.1.5 喷淋式空冷器的热工与风流阻力计算方法……………………………056
2.1.6 喷淋式空冷器的结构设计………………………………………………058
2.1.7 喷淋式空冷器的性能分析………………………………………………062
2.2 矿用水冷却装置……………………………………………………………063
2.2.1 冷却塔……………………………………………………………………063
2.2.2 表面式水冷却器…………………………………………………………065
2.2.3 采用井下水平喷淋室……………………………………………………067
2.2.4 井下垂直冷却塔…………………………………………………………072
2.3 矿井与地下工程的除湿……………………………………………………073
2.3.1 地下工程除湿的必要性…………………………………………………073
2.3.2 除湿方法及其经济比较…………………………………………………074
2.3.3 冷冻除湿…………………………………………………………………077
2.3.4 吸湿剂及其除湿方法……………………………………………………082
2.3.5 空气干燥过程计算………………………………………………………087
2.3.6 巷道壁隔湿………………………………………………………………088
3 矿井制冷降温原理……………………………………………………………089
3.1 蒸汽压缩式制冷原理………………………………………………………089
3.1.1 单级蒸汽压缩式制冷的工作原理………………………………………089
3.1.2 单级蒸汽压缩式制冷理论循环在压—焓图上的表示…………………090
3.1.3 单级蒸汽压缩式制冷理论循环的性能指标及其计算…………………092
3.1.4 单级蒸汽压缩式制冷实际循环…………………………………………093
3.1.5 单级蒸汽压缩式制冷循环的热力计算…………………………………096
3.1.6 热泵循环…………………………………………………………………098
3.2 溴化锂吸收式制冷的工作原理……………………………………………099
3.2.1 吸收式制冷机的工作原理………………………………………………099
3.2.2 溴化锂吸收式制冷理论循环……………………………………………100
3.2.3 溴化锂吸收式制冷循环热力计算………………………………………102
3.2.4 溴化锂吸收式制冷实际循环……………………………………………104
3.2.5 双效型溴化锂吸收式制冷机……………………………………………106
3.2.6 溴化锂吸收式制冷机的形式和结构……………………………………107
3.3 矿井冰冷降温原理…………………………………………………………108
3.3.1 冰冷降温原理……………………………………………………………109
3.3.2 冰冷降温需冰量计算……………………………………………………111
3.3.3 制冰降温系统的优缺点及技术关键……………………………………112
3.3.4 制冰与冷水降温系统的技术经济比较…………………………………113
3.4 空气制冷原理………………………………………………………………116
3.4.1 概述………………………………………………………………………116
3.4.2 工作原理…………………………………………………………………117
3.4.3 空气压缩制冷在矿井降温中的应用……………………………………118
3.4.4 压缩空气制冷计算………………………………………………………121
3.4.5 矿井下的试验资料………………………………………………………122
4 天然冷(能) 源的利用…………………………………………………… 124
4.1 天然冰雪冷水及冷空气的利用……………………………………………124
4.1.1 天然冷水的利用…………………………………………………………124
4.1.2 建立冷却塔—冰窖系统…………………………………………………124
4.1.3 冷空气与浅部地温的利用………………………………………………130
4.2 地热能的利用技术…………………………………………………………131
4.2.1 基本概念…………………………………………………………………131
4.2.2 热泵的工作原理…………………………………………………………133
4.3 矿井水的综合利用…………………………………………………………135
4.3.1 矿井水利用概述…………………………………………………………135
4.3.2 水源热泵技术……………………………………………………………136
4.4 利用矿井瓦斯制冷降温原理………………………………………………144
4.4.1 单效溴化锂吸收式制冷机的制冷原理…………………………………145
4.4.2 双效溴化锂吸收式制冷机的制冷原理…………………………………147
4.4.3 利用矿井瓦斯作为直燃型溴化锂吸收式冷水机组的能源……………148
4.5 太阳能制冷技术的应用……………………………………………………149
5 矿井制冷降温系统……………………………………………………………152
5.1 地面集中降温系统…………………………………………………………152
5.2 井下集中降温系统…………………………………………………………157
5.3 联合降温系统………………………………………………………………158
5.4 新汶孙村矿的降温工程简介………………………………………………159
5.4.1 井下集中降温工程………………………………………………………159
5.4.2 孙村矿的地面集中降温工程……………………………………………167
5.5 冷热电三联供的降温系统…………………………………………………182
5.6 热泵降温系统………………………………………………………………184
5.6.1 制冷剂循环系统…………………………………………………………186
5.6.2 井下降温系统……………………………………………………………186
5.6.3 供暖系统…………………………………………………………………186
5.6.4 供热水系统………………………………………………………………186
5.7 井下移动式(局部) 降温系统………………………………………… 187
5.8 矿井降温系统设计的最佳参数……………………………………………189
5.9 矿井降温系统的节能分析…………………………………………………191
5.9.1 能源有效利用的评价……………………………………………………191
5.9.2 评价指数…………………………………………………………………191
5.9.3 评价水准…………………………………………………………………191
5.9.4 空调用能量消费系数(CEC) …………………………………………192
5.9.5 降温冷源系统的节能分析………………………………………………192
5.9.6 各种冷热源机组一次能源效率的分析比较……………………………194
5.9.7 影响降温冷源选择的基本因素与系统的合理组合……………………195
6 矿井及地下工程湿交换………………………………………………………198
6.1 概述…………………………………………………………………………198
6.2 围护结构散湿的计算与测试………………………………………………200
6.2.1 影响围护结构表面散湿的因素…………………………………………200
6.2.2 围岩内表面散湿量计算…………………………………………………201
6.2.3 巷道壁面单位面积散湿量的测试方法…………………………………203
目录
1 基于互反判断矩阵的专家群体判断一致性分析方法………………………001
1.1 互反判断矩阵及其一致性的有关定义……………………………………001
1.1.1 互反判断矩阵及其性质…………………………………………………001
1.1.2 完全一致性与满意一致性………………………………………………001
1.1.3 相关的概念与定义………………………………………………………002
1.2 专家群体判断一致性分析方法一…………………………………………003
1.2.1 一致性指标的有关定义及判别方法……………………………………003
1.2.2 专家群体判断不一致的改进方法………………………………………004
1.2.3 算例………………………………………………………………………005
1.3 专家群体判断一致性分析方法二…………………………………………006
1.3.1 一致性指标的有关定义及判别方法……………………………………006
1.3.2 专家群体判断不一致的改进方法………………………………………008
1.3.3 算例………………………………………………………………………008
2 基于互补判断矩阵的专家群体判断一致性分析方法………………………010
2.1 互补判断矩阵及其一致性的有关定义……………………………………010
2.1.1 互补判断矩阵及其性质…………………………………………………010
2.1.2 完全一致性与满意一致性………………………………………………010
2.1.3 相关的概念与定义………………………………………………………011
2.2 专家群体判断一致性的分析方法…………………………………………012
2.2.1 一致性指标的有关定义及判别方法……………………………………012
2.2.2 专家群体判断不一致的改进方法………………………………………013
2.2.3 算例………………………………………………………………………014
3 基于互补判断矩阵的专家判断水平的评判方法……………………………016
3.1 预备知识……………………………………………………………………016
3.2 原理与方法…………………………………………………………………017
3.3 算例…………………………………………………………………………018
4 基于互补判断矩阵的相容性分析方法………………………………………020
4.1 相关的概念及有关性质……………………………………………………020
4.2 原理与方法…………………………………………………………………023
4.3 算例…………………………………………………………………………027
5 基于语言判断矩阵的专家群体判断一致性分析方法………………………029
5.1 专家群体判断一致分析方法一……………………………………………029
5.1.1 一致性指标的建立及判别方法…………………………………………029
5.1.2 专家群体判断不一致的改进方法………………………………………032
5.1.3 算例………………………………………………………………………033
5.2 专家群体判断一致性分析方法二…………………………………………035
5.2.1 一致性指标的建立及判别方法…………………………………………035
5.2.2 专家群体判断不一致的改进方法………………………………………038
5.2.3 算例………………………………………………………………………039
6 语言判断矩阵的一致性分析方法……………………………………………041
6.1 语言判断矩阵及其一致性的有关定义……………………………………041
6.1.1 语言判断矩阵及其相关定义……………………………………………041
6.1.2 完全一致性………………………………………………………………042
6.1.3 满意一致性………………………………………………………………044
6.2 语言判断矩阵一致性的判定方法…………………………………………044
6.2.1 完全一致性的判定方法…………………………………………………044
6.2.2 满意一致性的判定方法…………………………………………………045
6.2.3 算例………………………………………………………………………046
6.3 基于一致性分析的方案排序方法…………………………………………046
6.3.1 原理与方法………………………………………………………………046
6.3.2 算例………………………………………………………………………047
7 一种基于语言判断矩阵的群决策方案排序方法……………………………048
7.1 有关语言判断矩阵的若干定义及性质……………………………………048
7.2 语言判断矩阵的群决策方案排序方法……………………………………049
7.3 算例…………………………………………………………………………052
8 语言决策矩阵的群决策一致性分析方法研究………………………………054
8.1 有关语言决策矩阵的若干定义及其性质…………………………………054
8.2 专家群体判断共识性分析方法……………………………………………055
8.3 算例…………………………………………………………………………058
9 基于语言决策矩阵的专家判断水平的评判方法……………………………063
9.1 语言决策矩阵的相关概念…………………………………………………063
9.1.1 语言决策矩阵的描述……………………………………………………063
9.1.2 相关的概念与定义………………………………………………………064
9.2 专家判断水平的评判方法一………………………………………………065
9.2.1 原理与方法………………………………………………………………065
9.2.2 算例………………………………………………………………………067
9.3 专家判断水平的评判方法二………………………………………………069
9.3.1 原理与方法………………………………………………………………069
9.3.2 算例………………………………………………………………………071
9.4 专家判断水平的评判方法三………………………………………………074
9.4.1 原理与方法………………………………………………………………074
9.4.2 算例………………………………………………………………………076
9.5 专家判断水平的评判方法四………………………………………………077
9.5.1 原理与方法………………………………………………………………077
9.5.2 算例………………………………………………………………………078
10 基于不确定语言的多属性群决策方法…………………………………… 080
10.1 基于不确定语言的多属性群决策方法一……………………………… 080
10.1.1 不确定语言决策矩阵描述及其性质………………………………… 080
10.1.2 不确定语言的群决策方案排序方法一……………………………… 081
10.1.3 算例…………………………………………………………………… 083
10.2 基于不确定语言区间的多属性群决策方法二………………………… 084
10.2.1 基于不确定语言变量的群决策方案排序方法二…………………… 084
10.2.2 算例…………………………………………………………………… 086
11 基于区间数评价矩阵的群体判断共识性分析方法……………………… 088
11.1 区间数的概念及其运算规则…………………………………………… 088
11.2 区间数评价矩阵的规范化方法………………………………………… 089
11.3 专家群体判断一致分析方法一…………………………………………089
11.3.1 一致性指标的建立及判别方法………………………………………089
目录
1 绪论……………………………………………………………………………001
1.1 研究的背景与意义…………………………………………………………001
1.2 研究内容与难点分析………………………………………………………002
1.2.1 研究内容…………………………………………………………………002
1.2.2 难点分析…………………………………………………………………003
1.3 本书的主要工作与创新……………………………………………………004
1.3.1 提出了基于纹理分析的运动人体分割方法……………………………004
1.3.2 研究了基于子空间的步态识别方法……………………………………005
1.3.3 提出了基于稀疏表示的步态识别方法…………………………………005
1.3.4 提出了基于动态贝叶斯网络的步态识别方法…………………………005
1.3.5 提出了人体连续行为分割与识别方法…………………………………005
1.4 本书的内容安排……………………………………………………………005
2 步态及行为识别研究综述……………………………………………………007
2.1 步态识别及行为识别系统构成……………………………………………007
2.1.1 数据采集…………………………………………………………………007
2.1.2 运动检测…………………………………………………………………008
2.1.3 特征提取及表达…………………………………………………………008
2.1.4 特征识别…………………………………………………………………011
2.1.5 鲁棒性分析………………………………………………………………012
2.2 步态及行为识别常用算法分析……………………………………………012
2.2.1 步态识别主要算法分析…………………………………………………012
2.2.2 行为识别主要算法分析…………………………………………………013
2.3 步态及行为数据库…………………………………………………………015
2.3.1 步态数据库………………………………………………………………015
2.3.2 行为数据库………………………………………………………………021
2.4 本章小结……………………………………………………………………025
3 基于纹理分析的运动人体分割方法…………………………………………026
3.1 运动目标检测算法…………………………………………………………026
3.1.1 光流法……………………………………………………………………026
3.1.2 帧间差分法………………………………………………………………027
3.1.3 背景减除法………………………………………………………………028
3.1.4 混合高斯模型算法………………………………………………………028
3.2 基于纹理分析的阴影消除算法……………………………………………030
3.2.1 阴影的特征提取…………………………………………………………031
3.2.2 融合颜色及纹理特征去除阴影…………………………………………036
3.2.3 实验结果与分析…………………………………………………………038
3.3 本章小结……………………………………………………………………039
4 基于子空间的步态识别方法…………………………………………………040
4.1 引言…………………………………………………………………………040
4.2 基于核主成分分析法步态识别……………………………………………042
4.2.1 计算步态特征图像………………………………………………………042
4.2.2 核主成分分析……………………………………………………………043
4.2.3 SVM分类判别结果……………………………………………………… 045
4.3 基于核判别分析法步态识别………………………………………………047
4.3.1 计算步态特征图像………………………………………………………047
4.3.2 核判别分析法……………………………………………………………048
4.3.3 SVM分类判别结果……………………………………………………… 050
4.4 本章小结……………………………………………………………………051
5 基于稀疏表示的步态识别方法………………………………………………052
5.1 稀疏表示……………………………………………………………………052
5.1.1 稀疏表示的理论基础……………………………………………………052
5.1.2 改进的稀疏分解算法……………………………………………………054
5.2 基于稀疏表示的步态识别算法……………………………………………055
5.2.1 计算步态特征图像………………………………………………………055
5.2.2 步态字典的构建…………………………………………………………057
5.2.3 基于隐马尔可夫模型及稀疏表示的步态识别算法……………………059
5.3 实验结果与分析……………………………………………………………061
5.3.1 实验结果…………………………………………………………………061
5.3.2 实验分析…………………………………………………………………062
5.4 本章小结……………………………………………………………………062
6 基于动态贝叶斯网络的步态识别……………………………………………063
6.1 引言…………………………………………………………………………063
6.2 基于动静态信息融合及动态贝叶斯网络的步态识别……………………063
6.2.1 动态贝叶斯网络理论基础………………………………………………063
6.2.2 步态的动静态信息融合动态贝叶斯模型(DSIF-DBN) …………… 065
6.2.3 模型分析…………………………………………………………………066
6.2.4 模型推理与学习…………………………………………………………067
6.2.5 模型识别…………………………………………………………………068
6.2.6 步态特征提取……………………………………………………………069
6.3 基于双尺度动态贝叶斯网络及多信息融合的步态识别…………………070
6.3.1 整体信息及局部细节信息相融合的DBN模型………………………… 070
6.3.2 模型分析…………………………………………………………………072
6.3.3 模型推理与学习…………………………………………………………072
6.3.4 模型特征提取……………………………………………………………073
6.4 实验结果与分析……………………………………………………………075
6.4.1 单一模型下步态识别结果………………………………………………075
6.4.2 模型间的步态识别结果比较……………………………………………076
6.5 模型鲁棒性分析……………………………………………………………077
6.6 本章小结……………………………………………………………………078
7 人体连续行为分割与识别方法………………………………………………079
7.1 引言…………………………………………………………………………079
7.2 行为识别模型………………………………………………………………080
7.3 模型特征提取………………………………………………………………081
7.3.1 静态特征信息……………………………………………………………081
7.3.2 动态特征信息……………………………………………………………081
7.4 构建连续行为分类网络CACN …………………………………………… 082
7.4.1 粗分割……………………………………………………………………083
7.4.2 采用Viterbi算法行为动态切分……………………………………… 084
7.5 实验结果与分析……………………………………………………………085
7.5.1 DBN模型下行为识别结果……………………………………………… 085
7.5.2 DBN模型鲁棒性分析…………………………………………………… 091
7.6 本章小结……………………………………………………………………092
8 总结与展望……………………………………………………………………093
8.1 总结…………………………………………………………………………093
8.2 展望…………………………………………………………………………094
参考文献…………………………………………………………………………095
后记………………………………………………………………………………101

内容简介
随着计算机视觉、模式识别、人工智能、通信网络等技术的快速发展以及人们对自身安全的重视,视频监控系统的应用得到了广泛的发展。本书主要介绍的是人体的步态在计算机下的呈现,具体内容包括:绪论,步态及行为识别研究综述,基于纹理分析的运动人体分割方法,基于子空间的步态识别方法,基于稀疏表示的步态识别方法,基于动态贝叶斯网络的步态识别,人体连续行为分割与识别方法,总结与展望。

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