基于手勢(shì)的人機(jī)交互和指尖檢測(cè)算法的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的人機(jī)交互局限于鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和操縱桿的應(yīng)用，在界面的友好性和自然性上已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的要求?；谝曈X(jué)的手勢(shì)交互利用攝像頭獲取人手運(yùn)動(dòng)的圖像序列，通過(guò)提取手部特征，識(shí)別手勢(shì)和手指運(yùn)動(dòng)軌跡，并作出相應(yīng)的回應(yīng)實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)交互。該技術(shù)融合了圖像處理、機(jī)器視覺(jué)和模式識(shí)別等學(xué)科的相關(guān)技術(shù)，是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。另外，基于手勢(shì)的交互在手語(yǔ)識(shí)別、游戲控制、智能家居等領(lǐng)域都有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
　　 指尖的檢測(cè)與提取是基于手指交互系統(tǒng)的關(guān)

2、鍵。目前，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)提出了很多方法用于指尖的檢測(cè)，但幾乎沒(méi)有算法能夠適應(yīng)全部的場(chǎng)景。背景的動(dòng)態(tài)多樣性和指尖運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性等特點(diǎn)，使得指尖的精確定位仍然是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。
　　 指尖檢測(cè)屬于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)范疇，而運(yùn)動(dòng)信息和膚色信息是其中兩個(gè)非常重要的特征。本文深入研究了基于膚色的檢測(cè)、基于背景消減和幀間差分的目標(biāo)分割方法，并將各種算法在理論上和實(shí)驗(yàn)上都進(jìn)行了對(duì)比：基于背景消減的方法重點(diǎn)在于背景模型的更新，是最簡(jiǎn)單有效的

3、方法之一；幀差法的動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力較強(qiáng)，在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過(guò)慢時(shí)算法失效；膚色是人手區(qū)別于其他物體的特征，但對(duì)光照過(guò)于敏感。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文主要研究基于指尖形狀特征的檢測(cè)：基于區(qū)域分析（模板）和基于輪廓分析的方法。兩種算法都是在目標(biāo)分割的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此檢測(cè)的精度與分割效果密切相關(guān)?；趨^(qū)域的方法定義了一個(gè)指尖模板，通過(guò)匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)指尖的檢測(cè)，對(duì)前景區(qū)域中出現(xiàn)的空洞比較敏感；基于輪廓的方法通過(guò)比較曲率的大小來(lái)判斷指尖的位置，閾值如設(shè)置