基于双维度拓扑优化超图卷积网络的骨架动作识别
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金 (62361032); 江西省主要学科学术和技术带头人领军人才项目(20213BCJ22004); 江西省研究生创新专项资金(YC2023-S619); 江西省多维智能感知与控制重点实验室(2024SSY03161)


Dual-dimension Topology-optimized Hypergraph Convolution Network for Skeletal Action Recognition
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    图卷积网络(GCN)在基于骨架的动作识别中表现出色, 但由于关节间距离较大和现有方法特征聚合能力有限, 识别精度受到限制. 为了解决这一问题, 本文提出了一种时序与关节的双维度拓扑优化的超图卷积网络(DDTO-HGCN), 用于骨架动作识别. 该方法通过超图理论扩展传统图结构, 利用超边提取局部与全局信息, 捕捉高阶依赖关系. 设计了时序拓扑优化超图卷积(TTO-HGC)和关节拓扑优化超图卷积(JTO-HGC), 分别在时间维度和关节维度优化拓扑结构, 增强特征表示能力. 此外, 结合多尺度时序卷积网络(MS-TCN)丰富了时序特征表达, 并通过四流集成方法将骨架中心的相对向量作为补充数据流, 提升识别性能. 在NTU RGB+D和NTU RGB+D 120数据集上的实验结果表明, 所提出的方法优于现有一些先进方法.

    Abstract:

    Graph convolutional network (GCN) excels in skeleton-based action recognition, but the recognition accuracy is limited by large inter-joint distances and the restricted feature aggregation capability of existing methods. To tackle this issue, this study proposes a dual-dimension topology-optimized hypergraph convolution network (DDTO-HGCN) for skeleton action recognition. The method extends traditional graph structures using hypergraph theory, leveraging hyperedges to extract local and global information while capturing high-order dependencies. A temporal topology-optimized hypergraph convolution (TTO-HGC) and a joint topology-optimized hypergraph convolution (JTO-HGC) are proposed to optimize the topological structure along the temporal and joint dimensions respectively, thereby enhancing feature representation capabilities. Additionally, a multi-scale temporal convolution network (MS-TCN) is incorporated to enrich temporal feature expression, and a four-stream ensemble method which utilizes relative vectors of the skeleton center as supplementary data streams is introduced, improving recognition performance. Experimental results on the NTU RGB+D and NTU RGB+D 120 datasets demonstrate that the proposed method significantly outperforms some state-of-the-art methods.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄国辉,罗会兰.基于双维度拓扑优化超图卷积网络的骨架动作识别.计算机系统应用,2025,34(9):92-103

复制
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2025-01-13
  • 最后修改日期:2025-02-12
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2025-07-25
  • 出版日期:
文章二维码
您是第位访问者
版权所有:中国科学院软件研究所 京ICP备05046678号-3
地址:北京市海淀区中关村南四街4号,邮政编码:100190
电话:010-62661041 传真: Email:csa@iscas.ac.cn
技术支持:北京勤云科技发展有限公司

京公网安备 11040202500063号