基于手機(jī)手勢識別的通用控制研究.pdf

1、在信息時代中,“普適計算”得到了廣泛的應(yīng)用,通過普適計算從而可以提供設(shè)備的利用率,使人們在生活中得到的服務(wù)更方便、更加有效。人機(jī)交互是普適計算研究中最熱點的課題之一,而自然手勢的識別又是人機(jī)交互中研究的熱點之一。本文研究的主要目的是把自然手勢識別的結(jié)果應(yīng)用到人機(jī)交互的接口中,從而實現(xiàn)更加自然、和諧的人機(jī)交互。比如我們可以將手勢識別應(yīng)用于智能監(jiān)控、場景服務(wù)、虛擬現(xiàn)實、三維設(shè)計、可視化、醫(yī)學(xué)研究等研究領(lǐng)域。通過這些研究成果的應(yīng)用,可以實現(xiàn)良

2、好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文研究的是基于“普適計算”的環(huán)境下,實現(xiàn)用手機(jī)示意的識別自然手勢的新型媒體控制界面和基于手機(jī)藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的通用控制。用戶通過揮動個人的手機(jī)表達(dá)操作意圖,由手機(jī)內(nèi)置三軸加速度傳感器獲取相應(yīng)的手勢數(shù)據(jù),利用手機(jī)藍(lán)牙將手勢數(shù)據(jù)模式實時傳輸至服務(wù)器,服務(wù)器獲取手勢數(shù)據(jù)模式進(jìn)行實時手勢識別,將手勢識別結(jié)果匹配通用控制命令,最后實現(xiàn)通用控制系統(tǒng)簡單方便的操作。本文包括以下方面的工作:
　　首先:本文通過充

3、分挖掘和利用通用的手機(jī)的功能,將手機(jī)作為系統(tǒng)的交互設(shè)備。與別的設(shè)備相比更加方便、實用,體現(xiàn)了普適計算普遍適用的優(yōu)點。設(shè)計和實現(xiàn)了基于手機(jī)的加速度數(shù)據(jù)采集與藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸軟件。
　　其次:通過閱讀國內(nèi)外手勢識別相關(guān)文獻(xiàn),選擇DTW,HMM和SVM三個經(jīng)典的識別算法對用戶手勢做訓(xùn)練模型實驗對比。對這三個算法的訓(xùn)練樣本需求數(shù)量,訓(xùn)練時間復(fù)雜度和訓(xùn)練預(yù)處理的分析,從中選用最簡單的DTW算法作為系統(tǒng)的識別算法,然后將此算法改進(jìn)為DTW-MT算

4、法。實驗證明:選用DTW-MT算法為系統(tǒng)的最佳識別算法,基于5個模板的DTW-MT算法識別一個樣本所需的時間為14.4ms,該識別算法能夠有效的減少用戶在實際操作中更換模板的頻率,提高平均識別準(zhǔn)備率,對手機(jī)的幾種通用手勢的平均識別率能夠達(dá)到98.2％,此算法用于通用控制系統(tǒng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)實時識別與通用控制。
　　最后:本文將手機(jī)加速度和藍(lán)牙模塊結(jié)合DTW-MT手勢識別算法實現(xiàn)了兩個通用控制系統(tǒng):(1)基于手機(jī)手勢識別的新型媒體控制界

5、面,本系統(tǒng)實現(xiàn)用戶對新型媒體機(jī)的簡單、方便、實用的通用控制,用戶只需揮動手機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)媒體機(jī)的播放目錄切換,快進(jìn),增加或者減少聲音等;(2)基于手機(jī)藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的通用控制系統(tǒng),本系統(tǒng)實現(xiàn)用戶用手機(jī)訪問服務(wù)器上的文件,并通過手勢識別的方式來獲取服務(wù)器上的文件或者對文件進(jìn)行簡單的操作,比如通過揮動手機(jī)可以實現(xiàn)服務(wù)器上文件的傳輸,復(fù)制和刪除操作。
　　本文實現(xiàn)手機(jī)功能結(jié)合手勢識別算法的兩個通用控制系統(tǒng),能夠為用戶提供簡單、方便的通用