單目視覺伺服的手勢識別與人機交互研究.pdf

1、作為新一代的人機交互方式,基于計算機視覺(Computer Vision)的單目手勢識別具有重要的理論研究價值和實際應(yīng)用前景。本文對單目視覺下手勢識別的主要流程包括手勢圖像的預(yù)處理、特征提取、手勢的識別進行了研究,并在Microsoft Visual Studio2008環(huán)境下實現(xiàn)了對從普通攝像頭輸入的5個常見簡單手勢的識別,并以此為基礎(chǔ)研制出一個簡單的手勢交互系統(tǒng),從而驗證算法的可行性。最后在手勢交互系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)出一個具有實際應(yīng)用價

2、值的教學(xué)原型系統(tǒng),以說明單目手勢識別所具有的現(xiàn)實意義。
　　 首先,從攝像頭獲取的視頻流中采集手勢圖像,經(jīng)過預(yù)處理建立手勢模型庫。在手勢圖像的預(yù)處理階段本文對手勢加入了人工標記點,從而可以在較為復(fù)雜的背景下獲得較好的分割效果。在手勢圖像特征提取階段,本文采用手勢二值圖像的距離分靠特征作為識別手勢的魯棒特征,通過距離分布特征來描述手勢圖像的形狀特征可以描述手勢的總體形狀信息。同時利用這種方法進行手勢識別還具有平移不變性和尺度不變性

3、的特點,因為選擇圖像重心作為基準點,并且所有圖像的目標區(qū)域均被劃分為相同數(shù)目的距離區(qū)域,所以手勢目標在視野中的位置,以及縮放大小對距離分布特征的影響微乎其微。利用這種方法進行識別,手勢特征不隨旋轉(zhuǎn)、平移、大小的變化而變化,提高了手勢識別的魯棒性。
　　 本文的研究主要圍繞基于單目視覺魯棒手勢識別的算法改進及其在人機交互中的應(yīng)用進行,其獨創(chuàng)性體現(xiàn)在三個方面:首先,提出采用像素距離分布特征法提取手勢區(qū)域的魯棒特征,實現(xiàn)了具有旋轉(zhuǎn)不變

4、性的自然態(tài)手勢識別。與一般方法相比,采用這種方法識別的手勢最大特點是具有旋轉(zhuǎn)不變性,實時的手勢識別可以在旋轉(zhuǎn)的圖像中擺脫干擾,增強了識別的魯棒性。第二,本文提出了采用添加人工標記點的方法,去除類膚色區(qū)域干擾區(qū)域問題,具有獨創(chuàng)性。采用像素距離分布特征方法進行手勢識別,對膚色的分割精確度要求較高。在背景復(fù)雜的情況下,如果存在一定數(shù)量類膚色區(qū)域干擾,手勢的距離分布特征就會變化較大,這將直接影響識別的結(jié)果,本文通過添加人工標記點方法成功解決了這