增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中手勢(shì)與虛擬模型交互研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)生成的虛擬對(duì)象準(zhǔn)確無誤地放置到真實(shí)場(chǎng)景中，并借助于視頻顯示設(shè)備使人的視覺體驗(yàn)得到提升的新技術(shù)，它是隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。
　　 近幾年來它已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用在教育科研、城市規(guī)劃等各種領(lǐng)域中，但其使用的交互方式大部分都是基于人工標(biāo)識(shí)。盡管這種交互方式比較成熟，但仍然存在許多不足之處。手勢(shì)是一種非常直觀的表達(dá)方式，如果用人手代替標(biāo)識(shí)作為計(jì)算機(jī)的輸入

2、來完成人機(jī)交互，那么增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用范圍就會(huì)更廣泛，也會(huì)提高人機(jī)交互的沉浸感。
　　 本文研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中人手與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互的技術(shù)，包括手勢(shì)圖像分割、手指指尖檢測(cè)追蹤、交互方式等方面，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)人手與虛擬模型交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。本文的主要工作如下:
　　 (1)針對(duì)手勢(shì)分割時(shí)類膚色區(qū)域難識(shí)別的問題，本文提出基于膚色檢測(cè)和背景減除相結(jié)合的方法。首先采用一種改進(jìn)的鄰域平均算法對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理;然后選取YCrCb顏色空間

3、建立膚色分布的高斯模型;并將經(jīng)過膚色檢測(cè)的圖像建立背景的高斯混合模型，經(jīng)過兩種方法的邏輯運(yùn)算得到單一的手勢(shì)區(qū)域。經(jīng)過驗(yàn)證，這種方法能夠?qū)崟r(shí)滿足系統(tǒng)的分割要求。
　　 (2)結(jié)合系統(tǒng)的特征使用基于輪廓曲率的方法來進(jìn)行指尖檢測(cè)，并對(duì)手指區(qū)域進(jìn)行曲線擬合，采取橢圓擬合實(shí)現(xiàn)了對(duì)指尖的精確定位，然后對(duì)檢測(cè)到的指尖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，提出了一種匹配算法，通過計(jì)算相鄰兩幀圖像中指尖點(diǎn)的位移以及結(jié)合手部質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)來實(shí)時(shí)跟蹤指尖。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，算法具有