基于B参数的改进HMM动态手势识别算法

针对目前动态手势识别中隐马尔可夫模型(HMM)在训练B参数的过程中,训练过程复杂、易陷入局部最优解的不足,提出了一种基于B参数的改进HMM动态手势识别算法.该算法在计算HMM观测状态转移概率的过程中,引入了支持向量机(SVM)改进算法,利用SVM的强分类能力将其输出通过Sigmoid函数转换为概率,并作为HMM中各个隐状态的输出概率,优化了HMM的B参数,从而改进了HMM算法的性能,提高了系统的识别率.实验结果证明:该方法能够准确地识别出动态手势轨迹,平均识别率由86.1%提高到97.4%,并且对光照和复杂背景均具有较强的鲁棒性.     

基于Kinect传感器深度信息的动态手势识别

提出了基于Kinect传感器深度信息的动态手势识别方法,在预处理阶段通过OpenCV快速跟踪手部,有效分割手势.为改进动态手势轨迹的提取和分类,引入隐马尔可夫模型(HMM)对手势轨迹进行训练和识别.实验结果表明,基于HMM的识别方法对具有时空特性的动态手势有很高的识别率,在不同光照和复杂背景下有鲁棒性的结果.     

基于HMM的手势识别研究

利用可穿戴式加速度传感器采集手势动作信息,研究了基于隐马尔可夫模型的手势识别技术.首先采集手势加速度数据,采用改进的SWAB算法进行自动端点检测,通过提取相应的手势特征,利用HMM对手势指令建模,并采用K-means算法矢量量化手势特征序列,以提高手势识别性能.实验表明,本文采用的方法能够有效识别手势动作.     

基于隐马尔可夫树非高斯信号的建模分析与分类识别

研究了基于小波域隐马尔可夫树模型非高斯信号的建模方法．探讨了海洋环境噪声和船舶辐射噪声在不同工况下所表现出的不同模型特征，并根据它们在HMT模型参数上的特征差异提出了一种新的检测方法，实验证明，该方法的检测性能比过零检测、能量检测以及二阶统计量检测方法要好．通过结合小波域隐马尔可夫模型和支撑向量机，提出了一种新的水声非高斯噪声信号的识别分类方法，实验证明，该方法具有较好的分类性能．     

基于多特征HMM融合的复杂动态手势识别

针对基于体感控制器(leap Motion)的手势识别方法通常无法识别复杂的动态手势问题,提出一种基于多特征隐马尔科夫模型(HMM)融合的动态手势识别方法.首先,根据手的移动速率,从连续数据中分割出有效手势,均匀采样得到数据帧;然后提取手掌姿态、手指弯曲度、手指分开度和运动轨迹四类特征;最后用K-means聚类后的特征序列建立四类单特征HMM.在手势识别阶段,计算并融合未知手势序列在四个单特征HMM下的发生概率,选择概率最大手势为识别结果.实验结果表明:所设计的特征能充分表达动态手势,提出的方法能有效识别复杂动态手势,且识别实时性良好.     

二阶隐马尔可夫模型及其在计算语言学中的应用

介绍了在观测噪声和马尔可夫链不相互独立的条件下改进的隐马尔可夫模型(HMM)的结构．在传统的隐马尔可夫模型的基础上研究了改进模型的Baum-Welch算法，并导出了改进模型的参数估计公式．     

基于改进卷积神经网络的RFID单标签非接触手势识别研究

提出基于卷积神经网络的单标签非接触式手势识别系统，在不需要携带任何设备的情况下，利用单标签、单天线实现精准的手势识别。首先，通过人为添加干扰物，读取受多径效应影响的标签相位信号；其次，对标签相位信号进行预处理，选取动态时间规整算法(dynamic time wrapping, DTW)匹配与先验指纹库粗粒度手势识别；最后，将标签相位信号利用马尔可夫变迁场(markov transition field, MTF)生成特征图像，利用IM-AlexNet模型进行深度训练和实验测评。实验结果表明，改进后的模型训练参数减少为初始的7%,且准确率达到96.76%.该系统可大范围扩展，并具有较高的鲁棒性。     

基于隐马尔可夫模型与并行模型组合的特征补偿算法

提出了一种基于隐马尔可夫模型和并行模型组合的特征补偿算法.首先,利用一个包含较多状态的隐马尔可夫模型来描述全部单词特征向量的分布.然后,根据静音段估计的噪声均值和方差,采用并行模型组合方法调整隐马尔可夫模型的均值向量和协方差矩阵,使之与识别环境相匹配.最后,根据基于状态转移矩阵压缩的前向后向算法计算隐马尔可夫模型的后验概率,并通过最小均方误差准则估计纯净语音特征向量.实验结果表明,该算法能够更加准确地估计纯净语音特征向量,其性能明显优于基于高斯混合模型的特征补偿算法;状态转移矩阵压缩算法可以在不影响补偿精度的前提下,显著减少前向后向算法的计算量.     

基于MATLAB的孤立字语音识别试验平台

文章研究了两种不同语音识别算法—动态时间伸缩算法(DTW)和隐马尔可夫模型(HMM),并在模式匹配原理的基础上,设计、实现了在Matlab环境中,应用DTW识别法及HMM识别法的孤立字语音识别实验平台。     

基于改进蚁群算法的HMM参数估计

针对隐马尔可夫模型(HMM)的传统参数估计方法容易陷入局部最优,对初始参数值要求较高且会出现过耦合现象,为了提高模型的鲁棒性和识别性能,提出一种基于改进蚁群算法的HMM参数训练估算法(HMM-ACO).该算法根据信息素的变化实现全局搜索,较好地解决了迭代算法易发生的局部陷阱问题.与其他全局优化算法相比,该算法识别精度有较大提高.实验表明,利用HMM-ACO算法训练的隐马尔可夫模型具有较好的分类识别性能.     

Hybrid Genetic Algorithm Based Optimization of Coupled HMM for Complex Interacting Processes Recognition

Coupled Hidden Markov Model (CHMM) is the extension of traditional HMM, which is mainly used for complex interactive process modeling such as two-hand gestures. However, the problems of finding optimal model parameter arc still of great interest to the researches in this area. This paper proposes a hybrid genetic algorithm (HGA) for the CHMM training. Chaos is used to initialize GA and used as mutation operator. Experiments on Chinese Tai‘Chi gestures show that standard GA (SC, A) based CHMM training is superior to Maximum Likelihood (ML) HMM training. HGA approach has the highest recognition rate of 98.0769%, then 96. 1538% for SGA. The last one is ML method, only with a recognition rate of 69.2308 %.     

基于CHMM的TE过程在线故障检测

随着工业过程的规模和复杂程度的增加,对于过程安全性和可靠性的要求进一步提高.为了准确及时地检测设备故障,提出了一种基于连续隐马尔可夫模型(CHMM)的在线故障检测方法.采用主元分析(PCA)方法对过程变量数据进行特征提取,利用变长度滑动窗口技术跟踪动态数据,并提出了一个新的实时统计量作为在线故障检测的量化指标,结合实时阈值实现了CHMM的在线故障检测.将该方法应用于田纳西-伊斯曼(TE)化工过程,并与基于PCA和动态主元分析(DPCA)方法的故障检测结果进行比较,能够较准确地检测到故障,验证了该方法的有效性.     

基于改进鲸鱼算法优化支持向量机的故障诊断的研究与应用

故障诊断在工业生产过程中具有很重要的作用,尤其是对于要求比较高的分子蒸馏来说,微小的故障都会造成其提纯率,因此本文提出一种基于改进鲸鱼算法优化支持向量机的故障分类方法（IWOA-SVM）,加入反向学习策略和对数权重因子到普通鲸鱼算法中。首先用反向学习策略(OBL)代替随机初始种群,用反向学习策略选取出反向种群,对种群进行择优选择,一方面OBL能够高效的提高群智能算法的全局搜索能力,另一方面提高鲸鱼算法在重复迭代中的多样性,使其跳出局部最优解,然后引入自适应权重因子并将其加入到鲸鱼优化算法中,利用权重因子的动态变化,很大程度上增强了全局搜索能力。最后采用改进之后的鲸鱼算法对SVM的参数进行寻优,并利用优化之后的支持向量机对刮膜蒸发过程获得的故障数据进行诊断识别,将IWOA-SVM的结果与WOA-SVM、SVM、PSO-SVM以及GWO-SVM做对比。结果表明,相比之下本文提出的IWOA-SVM算法分类准确率提升了2%,且其准确率保持在98%以上,IWOA-SVM在分类结果的准确性以及算法的鲁棒性方面于其他算法。     

Operational Gesture Segmentation and Recognition

Gesture analysis by computer is an important part of the human computer interface (HCI) and a gesture analysis method was developed using a skin-color-based method to extract the area representing the hand in a single image with a distribution feature measurement designed to describe the hand shape in the images. A hidden Markov model (HMM) based method was used to analyze the temporal variation and segmentation of continuous operational gestures. Furthermore, a transition HMM was used to represent the period between gestures, so the method could segment continuous gestures and eliminate non-standard gestures. The system can analyze 2 frames per second, which is sufficient for real time analysis.     

Analysis and Experiments on Two Linear Discriminant Analysis Methods

Foley-Sammon linear discriminant analysis （FSLDA） and uncorrelated linear discriminant analysis （ULDA） are two well-known kinds of linear discriminant analysis. Both ULDA and FSLDA search the kth discriminant vector in an n - k ＋ 1 dimensional subspace, while they are subject to their respective constraints. Evidenced by strict demonstration, it is clear that in essence ULDA vectors are the covarianceorthogonal vectors of the corresponding eigen-equation. So, the algorithms for the covariance-orthogonal vectors are equivalent to the original algorithm of ULDA, which is time-consuming. Also, it is first revealed that the Fisher criterion value of each FSLDA vector must be not less than that of the corresponding ULDA vector by theory analysis. For a discriminant vector, the larger its Fisher criterion value is, the more powerful in discriminability it is. So, for FSLDA vectors, corresponding to larger Fisher criterion values is an advantage. On the other hand, in general any two feature components extracted by FSLDA vectors are statistically correlated with each other, which may make the discriminant vectors set at a disadvantageous position. In contrast to FSLDA vectors, any two feature components extracted by ULDA vectors are statistically uncorrelated with each other. Two experiments on CENPARMI handwritten numeral database and ORL database are performed. The experimental results are consistent with the theory analysis on Fisher criterion values of ULDA vectors and FSLDA vectors. The experiments also show that the equivalent algorithm of ULDA, presented in this paper, is much more efficient than the original algorithm of ULDA, as the theory analysis expects. Moreover, it appears that if there is high statistical correlation between feature components extracted by FSLDA vectors, FSLDA will not perform well, in spite of larger Fisher criterion value owned by every FSLDA vector. However, when the average correlation coefficient of feature components extracted by FSLDA vectors is at a low level, the performance of FSLDA are comparable with ULDA.     

A dynamic coefficient polynomial predistorter based on direct learning architecture

A dynamic coefficient polynomial predistorter based on direct learning architecture is proposed. Compared to the existing polynomial predistorter, on the one hand, the proposed predistorter based on the direct learning architecture is more robust to initial conditions of the tap coefficients than that based on indirect learning architecture; on the other hand, by using two polynomial coefficient combinations, different polynomial coefficient combination can be selected when the input signal amplitude changes, which effectively decreases the estimate error. This paper introduces the direct learning architecture and gives the dynamic coefficient polynomial expression. A simplified nonlinear recursive least-squares （RLS） algo- rithm for polynomial coefficient estimation is also derived in detail. Computer simulations show that the proposed predistorter can attain 31dB, 28dB and 40dB spectrum suppression gain when our method is applied to the traveling wave tube amplifier （TWTA）, solid state power amplifier （SSPA） and polynomial power amplifier （PA） model, respectively.     

一种基于信息融合与运动域分割的手势运动方向识别方法

手势识别中,除手的分割是个难题外,在视频流中,手势有效动作起止帧的判定也是一个急待解决的问题。将图像的肤色与运动信息结合,分割出手,建立手势运动的历史图(Motion History Image,MHI),提出了一种MHI与改进的运动能量图(Improved Motion Energy Image,IMEI)结合的机制,判定有效手势运动的起止帧,最后建立有效手势运动的MHI;同时提出改进图像梯度向量算法用于手势运动方向(上,下,左,右)识别。实验表明,对于有效手势运动起止帧的正确判断率一般可达90%以上,有效手势识别率达96%以上,手势交互自然顺畅。     

基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法

为了解决人与穿戴计算机的自然交互问题,提出了一种基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法.该方法以Icondensation算法为基础,综合利用穿戴视觉系统输出的深度和灰度信息进行人手跟踪,并引入了手势变换模型.该模型可以在几种预先定义的手势之间进行动态变换.实验结果表明,该方法可以有效地实现动态和复杂背景下的人手跟踪与手势识别,为穿戴计算机系统提供自然友好的手势交互途径.     

采用相对小波能量法的脑-机接口设计

针对基于两种不同意识任务(想象左手运动和想象右手运动)的脑-机接口,提出采用相对小波能量的特征提取方法.首先深入研究了相对小波能量的计算方法,然后利用相对小波能量对脑电信号进行特征提取,最后采用支持向量机进行分类,并采用分类准确率和互信息作为该脑-机接口的评价标准.离线分析结果表明:分类准确率最高为85.7%,最大互信息为0.41比特.与较常用的自适应自回归(AAR)模型系数作为特征的方法相比,所提方法具有更高的识别准确率和互信息.     

基于改进蚁群算法优化参数的LSSVM短期负荷预测

提出一种自动优选最小二乘支持向量机(LSSVM)模型参数的改进蚁群(MACO)算法.该算法将LSSVM模型的参数作为蚂蚁的位置向量,然后采用动态随机抽取的方法来确定目标个体引导蚁群进行全局搜索,同时在最优蚂蚁邻域内进行小步长局部搜索,找到模型的最优参数,得到基于MACO算法优化的LSSVM(MACO-LSSVM)预测模型.将优化后的LSSVM模型应用于短期电力负荷预测问题,选择湖南某地区日期为2009-08-01至2009-08-30各小时点的数据进行分析,对2009-08-31该日24 h的负荷进行预测,并与BP神经网络和SVM模型进行比较.研究结果表明:本文方法得到的均方根相对误差为1.71％,比用BP神经网络和SVM模型得到的均方根相对误差分别低1.61％和1.05％.