本研究提出了一种基于HOG特征和SVM分类器的行人检测算法,通过优化特征提取和模型训练流程,显著提升了复杂场景下的行人识别准确率。
行人检测是计算机视觉领域中的一个重要任务,在图像或视频流中自动识别并定位行人的位置方面发挥着关键作用。基于HOG(Histogram of Oriented Gradients)特征和支持向量机SVM的算法是一种经典的行人检测方法,下面将详细介绍其工作原理、实施步骤以及在实际应用中的意义。
**HOG 特征:**
1. **图像预处理**: 对输入图像进行灰度化和归一化处理以消除光照和色彩的影响。
2. **细胞单元划分**: 将图像划分为小的矩形区域,称为细胞单元。
3. **梯度计算**: 在每个细胞单元内计算像素的梯度强度与方向。
4. **构建直方图**: 根据每个细胞单元内的梯度方向建立九个bin(分箱)的直方图。
5. **块积累**: 通过归一化相邻细胞单元组合成的大块,减少光照和局部对比度的影响。
6. **构造HOG特征向量**: 将所有大块的归一化直方图连接起来形成一个完整的特征向量。
**SVM 分类器:**
支持向量机(Support Vector Machine, SVM)是一种监督学习模型,用于分类与回归分析。在行人检测中,它被用来区分行人和非行人的边界。关键在于找到使两类样本间间隔最大的超平面以提高泛化能力:
1. **数据准备**: 提取训练集图像的HOG特征。
2. **SVM 训练**: 使用这些特性向量及对应的类别标签来训练SVM模型,可以选择线性或非线性的核函数(如高斯或多项式)进行优化。
3. **参数调整**:通过调节C和γ等超参数以达到最佳分类性能。
4. **预测阶段**: 在测试时,输入新图像的HOG特征到已训练好的SVM模型中,并输出类别概率或者决策边界。
结合 HOG 和 SVM 进行行人检测:
1. **滑动窗口方法**:使用不同尺度和旋转角度下的滑动窗口覆盖整个图像。
2. **分类**: 利用训练好的SVM对每个窗口中的内容进行识别,判断是否为行人。
3. **非极大值抑制(NMS)**: 通过此技术排除重叠检测框的重复信息,并保留最有可能包含行人的边界框。
4. **后处理**:优化结果以提高连贯性和准确性。
该方法通常会提供训练好的SVM模型、数据集以及代码示例,帮助初学者理解行人检测的基本流程。然而对于高级研究者来说,可能需要探索更先进的深度学习技术如卷积神经网络(CNN)来实现更高精度的行人识别和定位。