模式识别中图元识别和脚步声识别的研究

摘要

本文首先对图元识别进行了研究,Hough变换作为一种有效的图像基元检测方法,在检测解析形状的物体时,不必得到物体的全部特征就可以检测到目标形状,因此,具有极佳的抗干扰能力。本文实现了Hough变换检测直线的算法,并应用于鞋样设计CAD系统中,有效解决了检测鞋样方向的问题。 广义Hough变换不仅可以检测解析形状的物体,还可以检测非解析形状的物体。同样具有明了的几何解析性和一定的抗干扰能力。但是,由于梯度方向的计算对断点和变形非常敏感,使得广义Hough变换失去了不怕断点和变形的特性。针对这一问题,本文提出了一种利用相对于全局特征的法线方向对边缘点进行分类的方法。从原理上分析了该方法具有抗噪、不怕断点、不怕变形和物体相互遮挡等优点的原因,并通过仿真实验进行了验证。 为解决实际检测中,被测图形相对于模板图形的旋转缩放问题,探讨了三种已有方法,并对其中一种进行了改进,提出了创建GD表的方法解决旋转缩放问题。此外,为避免实际检测中,假峰值造成的错误检测结果,对峰值做了进一步的验证,提高了检测结果的准确率。 最后,设计实现了一个检测任意图形的程序,并应用于鞋样设计CAD系统中,解决了鞋样匹配的问题,尤其是很好地避免了噪声、断点和变形的影响。 本文又对脚步声区别于其它声音的识别进行了尝试性的研究工作。脚步声具有明显地区别于其它声音的重复特性,根据这一特征,试用了五种周期检测方法,结果均不理想。为此针对连续脚步声的特征,提出了一种改进的-电平削波自相关算法,即二次-电平削波自相关算法。不仅从原理上分析了该算法具有良好抗噪性能的原因,而且利用十五种不同的脚步声对该算法进行了测试,结果证明该算法可以有效检测出十五种脚步声的节奏周期。最后,将该算法用于非脚步声识别,对一百种不同的声音进行测试,达到了93％的识别率。 为进一步识别与脚步声具有类似周期性的非脚步声,对一步脚步的声音进行了特征提取与识别,尝试了双门限比较端点检测法,MFCC特征提取,和DTW识别模型,最终将上述一百种非脚步声的识别结果提高到98％。 脚步声区别于其它声音的识别成果,对安全防盗、军事侦察等领域具有重要的意义,还可以利用脚步声识别启用监控录像,从而节省录像存储介质。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章 引言

1.1 概述

1.1.1 图像识别

1.1.2声音识别

1.2国内外研究现状

1.2.1 基于Hough变换的图元识别研究现状

1.2.2各种声音识别的研究现状

1.3本文的主要工作

1.4本文的组织结构

第2章基于Hough变换的图元识别

2.1基于Hough变换的解析图元识别

2.1.1 Hough变换的原理

2.1.2 HT算法的实现与测试

2.1.3实际应用

2.2基于广义Hough变换的非解析图元识别

2.2.1广义Hough变换的基本原理

2.2.2 R表的建立

2.2.3创建模板

2.2.4非解析图形的检测

2.3程序设计与实现

2.3.1 概要设计

2.3.2详细设计

2.3.3结果测试与分析

2.3.4实际应用

2.4本章小结

第3章基于声音识别技术的脚步声识别

3.1 各种声音样本介绍

3.1.1 非脚步声样本

3.1.2脚步声样本

3.2连续脚步声的节奏周期检测

3.2.1 周期检测算法

3.2.2结果测试与分析

3.2.3改进的周期检测算法

3.3单一脚步声的特征提取与识别

3.3.1 端点检测

3.3.2特征提取

3.3.3脚步声识别

3.4本章小结

第4章总结与展望

4.1主要研究结论

4.2今后工作设想

参考文献

攻读硕士学位期间参与的学术活动

致谢

附录