基于手勢識別的手部虛擬康復系統(tǒng)研究.pdf

1、手是人類的重要器官之一，手部受到損傷會嚴重影響人們的正常生活，手部外傷、痙攣和中風是引起手部功能性障礙的主要原因。目前對手部功能的恢復主要依賴于專業(yè)醫(yī)護人員的訓練或按摩。研究表明，及時進行有效的康復訓練對患者手部恢復有著十分重要的影響。然而，現(xiàn)有的手部功能障礙康復系統(tǒng)均比較枯燥乏味，缺乏趣味性，給患者在康復訓練過程中帶來了負面情緒，不利于患者的康復。
　　為了對手部功能障礙患者進行專業(yè)的、循序漸進的康復訓練，并且在保證安全的前提下

2、提升患者對康復訓練的興趣，增加訓練時間。本論文在綜合趣味性、交互性和廉價性的前提下，設計了基于手勢識別的手部虛擬康復系統(tǒng)。主要包含以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先，設計了價格低廉的便攜式的虛擬康復試驗箱，完成了各種硬件的設計、人機交互界面和可視化設計。通過患者與游戲場景之間的交互，完成了康復手勢動作的識別，在提升趣味性的同時達到了良好的手部交互和康復效果。
　　其次，提出了康復手勢識別算法。算法首先提取手勢的外部輪廓和特征點，然

3、后基于形狀上下文算法描述特征點的特征向量，最后把歐式距離作為度量因子，識別手勢之間的相似度。本文定義了7種針對手部功能性障礙患者的康復手勢，并且建立了康復手勢的數(shù)據(jù)庫，相對以前簡單的手勢識別，提出了更具有針對性的康復手勢識別方案和手勢評價功能。
　　最后，提出了動態(tài)康復手勢識別算法。利用壓縮感知跟蹤算法跟蹤到手部區(qū)域，再對獲得的手部信息進行預處理，求取跟蹤框內(nèi)手部的最大連通區(qū)域，通過獲取手部連通區(qū)域的最小的外接矩形，把最小的外接矩