用于人機(jī)交互的視覺(jué)手勢(shì)識(shí)別.pdf

1、基于視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別,是讓計(jì)算機(jī)能夠像人那樣看見(jiàn)并理解人的手勢(shì);它在人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、手語(yǔ)理解、遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域中有著廣泛而重要的應(yīng)用.以智能輪椅作為研究平臺(tái),該文對(duì)視覺(jué)手勢(shì)識(shí)別在人機(jī)交互中的應(yīng)用做了深入的研究,包括手的特征選取、手勢(shì)跟蹤、靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別、動(dòng)態(tài)手勢(shì)理解等方面的內(nèi)容.該文的主要工作和貢獻(xiàn)有:①提出了一種改進(jìn)的粒子濾波算法-結(jié)合均值漂移的粒子濾波MSEPF.通過(guò)在粒子濾波中加入均值漂移步驟,MSEPF實(shí)現(xiàn)了更為有效的采樣策略,提

2、高了粒子集中的有效粒子數(shù),在一定程度上避免了傳統(tǒng)粒子濾波的采樣惡化和采樣枯竭問(wèn)題;同時(shí),MSEPF不需要大量粒子來(lái)維持后驗(yàn)概率的多峰分布,節(jié)約了所需粒子數(shù),提高了計(jì)算效率.②使用MSEPF實(shí)現(xiàn)了智能輪椅人機(jī)交互場(chǎng)景下的實(shí)時(shí)手勢(shì)跟蹤.得益于粒子漂移,MSEPF使用了簡(jiǎn)單但有效的弱動(dòng)態(tài)模型.我們首先選用膚色對(duì)手建模,并且考慮到動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中光照變化會(huì)帶來(lái)膚色改變,在跟蹤過(guò)程中自適應(yīng)更新膚色模型.為了克服背景中存在的膚色干擾,我們提出了融合膚色和

3、運(yùn)動(dòng)信息的觀測(cè)模型.MSEPF中的粒子漂移也是基于膚色和運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行.③基于方向直方圖思想,提出使用手輪廓方向直方圖來(lái)識(shí)別靜態(tài)手勢(shì).在借助手勢(shì)跟蹤算法定位圖像中手的位置后,我們根據(jù)膚色分割出手的輪廓;然后計(jì)算手輪廓方向直方圖,通過(guò)與事先訓(xùn)練好的模型匹配來(lái)識(shí)別手勢(shì).④通過(guò)在時(shí)序模板中引入時(shí)空軌跡,提出了時(shí)序模板軌跡概念,將從運(yùn)動(dòng)序列中跟蹤得到的手勢(shì)運(yùn)動(dòng)軌跡壓縮到單幅圖像中.我們?cè)O(shè)計(jì)了一種兩層分類器,通過(guò)時(shí)序模板軌跡的形狀和運(yùn)動(dòng)方向分析,實(shí)