基于Leap Motion的手勢交互在虛擬場景中的研究.pdf

1、伴隨著信息技術(shù)的深入發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入到人類的日常生活，無論是工作還是學(xué)習(xí)，都需要頻繁的和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。傳統(tǒng)的人機(jī)交互如鍵盤輸入、屏幕輸出等方式都是以計(jì)算機(jī)為中心進(jìn)行演變和發(fā)展，它需要人去適應(yīng)計(jì)算機(jī)。近年來，先后又出現(xiàn)了筆式、觸摸、語音、視頻等交互類型，這些變化說明人在人機(jī)交互中開始逐步占領(lǐng)中心位置。手勢是人類使用頻繁的交流方式之一，直觀且便于表達(dá)。微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨說過:“人類自然形成的與自然界溝通的認(rèn)知習(xí)慣必定是人機(jī)交互的發(fā)展

2、方向”，而本文研究的基于LeapMotion的虛擬場景中的手勢交互，即使用自然手勢來和計(jì)算機(jī)“對(duì)話”。借助計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理等技術(shù)，手勢交互能夠?qū)崿F(xiàn)自然手勢采集、特征向量提取、人手建模、手勢含義識(shí)別以及用戶需求響應(yīng)等。
　　本文首先簡要介紹了基于自然手勢的人機(jī)交互的研究背景和意義，并闡述了手勢識(shí)別技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及Leap Motion相關(guān)技術(shù)原理和軟件系統(tǒng)。然后在研究手勢交互系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊(duì)列先

3、進(jìn)先出的思想，提出了使用滑動(dòng)幀來更新背景模板的背景差分法，并改進(jìn)了YCbCr顏色空間模型，以及實(shí)現(xiàn)了基于改進(jìn)的背景差分法和YCbCr顏色空間的手勢分割方法。實(shí)驗(yàn)表明，比起傳統(tǒng)的方法，本文方法的分割效果更好，魯棒性更高;基于模板匹配的思想，提出了基于Leap Motion的指尖手勢軌跡識(shí)別方法，利用Leap Motion獲取指尖在三維空間中的坐標(biāo)，通過提取指尖軌跡，和模板進(jìn)行匹配，識(shí)別出手勢。本文方法對(duì)光線變化不敏感，采集了300組樣本數(shù)