基于手勢(shì)識(shí)別的手部虛擬康復(fù)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(huì)嚴(yán)重影響人們的正常生活，手部外傷、痙攣和中風(fēng)是引起手部功能性障礙的主要原因。目前對(duì)手部功能的恢復(fù)主要依賴于專業(yè)醫(yī)護(hù)人員的訓(xùn)練或按摩。研究表明，及時(shí)進(jìn)行有效的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)患者手部恢復(fù)有著十分重要的影響。然而，現(xiàn)有的手部功能障礙康復(fù)系統(tǒng)均比較枯燥乏味，缺乏趣味性，給患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中帶來了負(fù)面情緒，不利于患者的康復(fù)。
　　為了對(duì)手部功能障礙患者進(jìn)行專業(yè)的、循序漸進(jìn)的康復(fù)訓(xùn)練，并且在保證安全的前提下

2、提升患者對(duì)康復(fù)訓(xùn)練的興趣，增加訓(xùn)練時(shí)間。本論文在綜合趣味性、交互性和廉價(jià)性的前提下，設(shè)計(jì)了基于手勢(shì)識(shí)別的手部虛擬康復(fù)系統(tǒng)。主要包含以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先，設(shè)計(jì)了價(jià)格低廉的便攜式的虛擬康復(fù)試驗(yàn)箱，完成了各種硬件的設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面和可視化設(shè)計(jì)。通過患者與游戲場(chǎng)景之間的交互，完成了康復(fù)手勢(shì)動(dòng)作的識(shí)別，在提升趣味性的同時(shí)達(dá)到了良好的手部交互和康復(fù)效果。
　　其次，提出了康復(fù)手勢(shì)識(shí)別算法。算法首先提取手勢(shì)的外部輪廓和特征點(diǎn)，然

3、后基于形狀上下文算法描述特征點(diǎn)的特征向量，最后把歐式距離作為度量因子，識(shí)別手勢(shì)之間的相似度。本文定義了7種針對(duì)手部功能性障礙患者的康復(fù)手勢(shì)，并且建立了康復(fù)手勢(shì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，相對(duì)以前簡(jiǎn)單的手勢(shì)識(shí)別，提出了更具有針對(duì)性的康復(fù)手勢(shì)識(shí)別方案和手勢(shì)評(píng)價(jià)功能。
　　最后，提出了動(dòng)態(tài)康復(fù)手勢(shì)識(shí)別算法。利用壓縮感知跟蹤算法跟蹤到手部區(qū)域，再對(duì)獲得的手部信息進(jìn)行預(yù)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