基于Kinect的大屏幕手勢(shì)互動(dòng)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、信息化的發(fā)展，人機(jī)交互在辦公以及生活中顯得越來(lái)越重要，自然用戶(hù)界面已經(jīng)成為人機(jī)交互發(fā)展的趨勢(shì)，目前研究比較熱門(mén)的有用語(yǔ)言、動(dòng)作及表情等與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。手勢(shì)識(shí)別作為自然人機(jī)交互的一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，具有靈活、直觀(guān)、簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為動(dòng)作與計(jì)算機(jī)交互研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，在業(yè)內(nèi)引起了很多學(xué)者的關(guān)注和研究。手勢(shì)識(shí)別的發(fā)展由早起的佩戴數(shù)據(jù)手套逐漸的轉(zhuǎn)向基于視覺(jué)方法的研究，目前大多的手勢(shì)識(shí)別研究是在計(jì)算機(jī)視覺(jué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過(guò)攝像頭直接獲取

2、背景空間的信息，無(wú)需佩戴復(fù)雜、昂貴的輸入設(shè)備。眾所周知的觸摸屏技術(shù)現(xiàn)已發(fā)展的比較成熟，但大多應(yīng)用于小屏幕的操作上，例如:手機(jī)、筆記本、小型觸摸屏等。針對(duì)大屏幕的操作，目前缺乏較有效的交互手段。本文對(duì)動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別進(jìn)行了研究并設(shè)計(jì)了一套動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了人與大屏幕的實(shí)時(shí)互動(dòng)操作。
　　Kinect是微軟2010年研發(fā)出來(lái)的，能夠在復(fù)雜的背景環(huán)境下快速準(zhǔn)確的獲取人體骨骼節(jié)點(diǎn)信息。本文以Kinect為輸入設(shè)備，獲取人體手部、手腕

3、、肘部和脊椎這幾個(gè)關(guān)鍵的骨骼節(jié)點(diǎn)信息作為實(shí)驗(yàn)的特征向量。主要工作有以下幾個(gè)方面:
　　針對(duì)手勢(shì)識(shí)別的研究，分析了整個(gè)識(shí)別過(guò)程，對(duì)識(shí)別過(guò)程中每個(gè)階段采用的技術(shù)做了詳細(xì)的調(diào)查和研究。闡述了Kinect設(shè)備在獲取深度信息上的強(qiáng)大功能以及基于Kienct手勢(shì)識(shí)別研究的現(xiàn)狀和優(yōu)點(diǎn)。
　　研究了動(dòng)態(tài)手勢(shì)的識(shí)別過(guò)程，針對(duì)手勢(shì)識(shí)別起點(diǎn)和終點(diǎn)的檢測(cè)，本文提出一種基于特殊手勢(shì)判斷的方法。定義一種靜態(tài)手勢(shì)，通過(guò)識(shí)別定義的手勢(shì)的判斷動(dòng)態(tài)手勢(shì)是否開(kāi)始

4、，對(duì)于動(dòng)態(tài)手勢(shì)的結(jié)束則根據(jù)計(jì)算連續(xù)多幀內(nèi)特征節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的距離判斷。
　　在動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別過(guò)程中，針對(duì)手勢(shì)識(shí)別的效率和速率問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整(Dynamic Time Warping，DTW)算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先，利用特征節(jié)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的方差對(duì)其進(jìn)行了權(quán)值的動(dòng)態(tài)分配，以便提高識(shí)別效率。其次，對(duì)DTW算法的搜索路徑進(jìn)行了詳細(xì)的分析，采取點(diǎn)與線(xiàn)結(jié)合的方法對(duì)其搜索路徑進(jìn)行約束，減少計(jì)算量，提高識(shí)別速率。最后，將改進(jìn)后的DTW算法與K