增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的手勢識別與交互技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡稱AR)是將虛擬物體疊加到真實(shí)環(huán)境中從而實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合效果的一項(xiàng)技術(shù)，它是在虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新技術(shù)，近年來已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。
　　在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，真實(shí)物體和虛擬物體除了要實(shí)現(xiàn)視覺上的融合之外，還要能夠?qū)崿F(xiàn)視覺交互和物理交互。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一個重要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬信息之間直接自然的交互。而以人

2、手的自然行為觸發(fā)三維交互的相關(guān)研究在虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域有著重要的理論價值與應(yīng)用價值。
　　鑒于手勢具有直觀性、自然性的特點(diǎn)，本文主要涉及自然交互中的手勢交互。手勢交互已成為人機(jī)交互的一種重要手段。手勢軌跡則是按照某種規(guī)則識別出手勢表達(dá)的含義，手勢軌跡信息的應(yīng)用有很強(qiáng)的可移植和可擴(kuò)展性。傳統(tǒng)的基于視覺手勢軌跡識別研究包含了很多比較復(fù)雜的算法和圖像處理過程。本論文硬件部分主要采用了微軟開發(fā)的Kinect體感設(shè)備。Kinect不僅可

3、以獲取到我們想要的深度和彩色圖像信息，而且可以將前景附近區(qū)域與背景進(jìn)行分割，達(dá)到減小背景對目標(biāo)的干擾的目的，幫助我們減少了圖像處理的細(xì)節(jié)。
　　在利用Kinect獲取深度信息的情況下，進(jìn)一步我們利用開源的OpenNI開發(fā)包對Kinect的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。通過OpenNI的手部分析模塊獲得手心位置，然后進(jìn)行手部位置跟蹤，得到手勢軌跡。在獲得手勢軌跡過程中對手心點(diǎn)進(jìn)行去抖動，以提高手勢識別的正確率。利用一種更直接的方式確立手勢軌跡的起始