基于深度图像和表观特征的手势识别

针对复杂环境下的手势快速识别问题,提出一种基于深度图像信息和表观特征的手势识别方法.首先利用深度图像信息从复杂环境中快速提取手势区域;然后综合手势的表观特征,建立分类决策树实现手势的识别.针对常见的8种手势在复杂背景条件下进行测试,在机器人平台下手势的平均识别率高达98.2％,速度达到25帧/s.     

面向翻书机器人的手势控制指令的识别算法

所控制的翻书机器人是一种辅助特殊人群阅读的服务机器人,对其提出一种基于表观特征的手势控制指令识别算法.从Kinect(体感外设)获取的手部深度图像中利用最小深度点分割手势区域,用轨迹圆提取指尖个数及夹角等表观特征并通过决策树分类,同时利用手和肩膀的骨骼数据及其运动轨迹判定翻页方向.经过多次试验,手势控制指令识别率达到98.4%,该算法无需训练样本也能在复杂环境下快速准确地识别手势控制指令,完全可以应用于辅助特殊人群阅读时的翻书控制.     

基于GMM-HMM的静态手势识别

提出了一种基于混合高斯模型的隐马尔科夫模型(GMM-HMM)与手势轮廓特征的单幅手势图像识别方法,该方法采用YCr Cb空间阈值处理对手势图像二值化处理,针对理想感兴趣区域提出了一种还原最上层轮廓的新型轮廓算法.将每类手势轮廓特征作为HMM的观察值分别训练对应手势的HMM参数,建立所有手势的HMM模型.分别用Viterbi算法计算测试集数据与每个模型的条件概率来获得识别结果.实验结果表明,该方法不仅对手势库内的特定人的静态手势识别具有较好的效果,且对提取的其他人的静态手势图像识别率也较高.     

基于实时手势识别与跟踪的人机交互实现

为了实现对手势目标的自动识别和连续跟踪,提出了一种手势识别与跟踪算法。首先,通过离线训练手势目标检测器来实现手势目标的自动识别。接着,通过改进的Shi-Tomisi算法,在目标区域提取可靠稳定的特征点。然后,通过KLT跟踪器对特征点进行跟踪。当特征点跟踪成功时,通过求解仿射变换矩阵确定手势目标的新位置;当目标出现遮挡和大尺度旋转时,特征点丢失,此时在KLT跟踪器中加入卡尔曼滤波器来预测手势目标的位置,实现对手势目标的连续跟踪。同时对手势目标可能存在的区域进行估计,缩小检测器的检测范围,提高检测速度。最后,将算法应用于人机交互系统中,实现了机器人的远程控制。实验结果显示,算法在简单背景下的跟踪正确率为99.54%,复杂背景下的跟踪正确率为98.24%。实验结果表明,算法能够快速准确地对手势目标进行检测和跟踪,满足了实时性、连续性以及抗干扰能力强等要求,对于旋转及遮挡均具有较强的鲁棒性,为实现基于手势控制的人机交互提供了一种有效方法。     

基于YOLO算法的手势识别

研究YOLO算法在手势识别中的应用,提升在近肤色和光线明暗不一的背景下检测的速度和精度.YOLO算法是端到端的检测方法,通过卷积神经网络自动提取目标的特征,可以大幅度提高运算速度.鉴于YOLO算法在目标检测任务中的优良表现,将YOLO算法应用到手势识别问题中.通过对YOLO系列算法的研究对比表明,YOLO算法在手势识别中具有良好表现.同时,在YOLOv3算法的快速版本YOLOv3-tiny的基础上提出了YOLOv3-tiny-T算法.YOLOv3-tiny-T在包含5种手势的UST数据集上,平均精度均值为92.24%,较YOLOv3-tiny获得了5%左右的提升.      

图像分割方法在焊缝跟踪过程中的应用

为提高焊缝超声波探伤的实时跟踪,提出将图像分割方法应用于白线跟踪法和激光跟踪法两种不同焊缝跟踪系统中。一种是采用Hough变换边缘检测法对检测图像中的目标边缘进行提取,另一种是利用区域增长法对检测图像中的目标区域和背景区域进行有效区分,这两种方法都能很好地提取出图像中的目标特征信息。仿真结果表明,两种图像分割算法在焊缝跟踪过程中能够准确地识别出焊缝的特征信息,确保跟踪系统的实时性。     

基于改进凸分解的手势识别

提出了一种新的基于Kinect的实时静态手势识别方法,主要贡献包括:提出了一种简易可行的、结合图像深度信息与肤色信息的手势区域检测与分割方法;提出了一种改进的凸分解算法,对手势区域进行近似凸形状分解,以得到表征手势特征的骨架信息;采用基于路径相似性的骨架图匹配算法对手势进行匹配以实现识别.针对特定手势集进行了对比实验,实验结果表明,本文方法在识别结果的准确率以及算法的效率上都有着良好的表现.      

面向图像的有效目标区域提取方法

针对图像标注、目标识别等实际应用中图像的前景目标定位不够准确的问题,提出了一种图像中的有效目标区域提取方法。该方法以提取图像的前景目标为目的,将目标区域提取问题转化为二分类问题,实现了对图像中有效目标区域的提取,主要包括4个步骤:利用选择性搜索算法生成图像中的候选目标区域;通过对像素值的差值化处理来进行图像区域的特征增强;基于深度学习实现对候选目标区域进行分类;区域选择与融合。在MSCOCO数据集上进行实验,结果表明,该方法在保证较高召回率的基础上,达到了比现有多种算法更加准确的目标区域定位结果。     

基于深度学习的白光-热成像双通道图像识别系统设计

为解决无人机图像自动识别系统对大视场角下小目标的识别准确率及实时性问题,利用深度学习卷积神经网络对热成像-白光联合图像进行目标识别。设计了一种针对具有温度特征的目标物识别系统以及双通道目标候选提名图像识别算法。充分利用热成像图中目标热源特征的HSV值,将目标物从热成像图中进行筛选、分割。通过Canny算子勾勒目标物轮廓,并标记出目标物大致区域,导入白光图像提取含有目标物的有效图像信息。利用YOLO V2算法对候选图像内目标物进行识别。通过实验表明,提出的双通道目标候选提名图像识别算法具有可行性与实用性,能够在大视场环境下对小目标进行精准快速识别,满足无人机机载系统简易、实时和准确性要求。     

基于高斯混和模型与Blob分析的人手定位

在基于机器视觉的手势识别研究中,手势分割与定位是关键技术。本文在分析肤色的颜色特征和人手运动特性的基础上,提出了一种在视频图像序列中实现手势分割和定位的算法。首先结合肤色检测技术和基于高斯混合模型的运动目标检测技术,获得了图像序列的初始手势区域,之后利用Blob技术实现了最终手势的分割和定位。实验结果显示,该方法具有较高的分割和定位准确度。     

Active Appearance Model Based Hand Gesture Recognition

This paper addresses the application of hand gesture recognition in monocular image sequences using Active Appearance Model （AAM）, For this work, the proposed algorithm is composed of constricting AAMs and fitting the models to the interest region. In training stage, according to the manual labeled feature points, the relative AAM is constructed and the corresponding average feature is obtained. In recognition stage, the interesting hand gesture region is firstly segmented by skin and movement cues. Secondly, the models are fitted to the image that includes the hand gesture, and the relative features are extracted. Thirdly, the classification is done by comparing the extracted features and average features. 30 different gestures of Chinese sign language are applied for testing the effectiveness of the method. The Experimental results are given indicating good performance of the algorithm.     

基于栈式稀疏自编码多特征融合的快速手势识别方法

针对复杂背景下手势分割提取效果不佳、图像识别率不高、识别困难等问题,研究多特征融合的快速手势识别方法.利用YCbCr颜色空间模型,构建肤色分布模型,从复杂背景中去除大部分非肤色的干扰,从而实现手势分割;接着采用5层栈式稀疏自编码网络框架,分别提取手势感兴趣区域（region of interest,ROI）的纹理图像、形状图像和显著视觉图像作为自编码网络输入,将提取到的不同类型的特征进行线性融合;最后使用基于径向基核函数（radial basis function,RBF）的支持向量机（support vector machine,SVM）分类器进行融合特征数据分类,从而实现不同类型的手势识别.实验结果表明,相比其他手势识别方法,本文方法识别率较高,提取特征更具有代表性,平均识别率可达95.05%.      

Hand Gesture Recognition Based on Improved FRNN

The trained Gaussian mixture model is used to make skincolour segmentation for the input image sequences. The hand gesture region is extracted, and the relative normalization images are obtained by interpolation operation. To solve the proem of hand gesture recognition, Fuzzy-Rough based nearest neighbour（RNN） algorithm is applied for classification. For avoiding the costly compute, an improved nearest neighbour classification algorithm based on fuzzy-rough set theory （FRNNC） is proposed. The algorithm employs the represented cluster points instead of the whole training samples, and takes the hand gesture data＇s fuzziness and the roughness into account, so the campute spending is decreased and the recognition rate is increased. The 30 gestures in Chinese sign language alphabet are used for approving the effectiveness of the proposed algorithm. The recognition rate is 94.96%, which is better than that of KNN （K nearest neighbor）and Fuzzy- KNN （Fuzzy K nearest neighbor）.     

基于傅立叶描述子-BP神经网络的手势识别方法

针对手势识别中人手是复杂变形体,手部特征描述容易受到环境因素影响的特点,提出了一种基于傅立叶描述子-BP神经网络的手势识别方法.首先根据YCbCr和Nrg肤色模型的互补性以及背景模型有效去除复杂背景中的类肤色的特点,利用多特征相融合的手势分割方法提取手势区域;然后结合傅立叶描述子具有较好的轮廓描述能力和BP神经网络较强的自学习能力,利用傅立叶描述子-BP神经网络方法对手势进行识别.实验结果表明此方法具有较好的鲁棒性和较高的识别率.     

基于改进概率神经网络的手势动作识别

为寻找一种快速且高识别率的手势识别方法,提出一种基于改进的概率神经网络手势识别算法。该算法采用K-W检验方法实现sEMG（Surface Myoelectrogram Gestures）的特征选择,利用粒子群优化方法对传播率参数进行优化。在7种手部姿势识别的实验中,该算法平均正确识别率均在90%以上,而传统BP算法的正确率仅为85.7%。仿真实验结果表明,改进的概率神经网络算法具有更短的训练时间和更强的分类能力。     

基于手势识别的智能输入系统

随着虚拟环境的发展,人机交互中键盘远远不能满足人们的要求,本文提出了一种基于手势识别方法的智能输入算法.该算法采用肤色分割提取出手部区域,检测大拇指和伸出的手指数目识别出手势的含义,把各种手势组合起来实现智能输入.该算法能够使用户根据自己的习惯来定义手势,更好的实现人机交互.实验结果表明该算法对获取手势图片时的外界干扰具有一定的鲁棒性,并能达到较高的成功率.     

基于快速小波变换和FLD的人脸识别算法

针对快速性和识别率要求较高的人脸识别应用场合,提出了一种基于快速小波变换(FWT)和Fisher线性鉴别(FLD)的人脸识别算法.首先用Haar小波对标准人脸图像分别进行1尺度和2尺度分解,然后用Fisher线性鉴别法对原始图像、1尺度和2尺度分解图像提取特征,最后利用最近邻法对提取到的特征进行识别.利用ORL标准人脸图像库对算法进行了仿真,结果表明,此算法取得了较快的识别速度和较高的识别率.     

利用粒子群优化的人脸特征提取识别算法

针对如何提高人脸图像识别率问题,提出了利用粒子群优化(PSO)的人脸特征提取识别算法.采用小波变换和张量主成分分析(PCA)方法对人脸图像进行特征提取,利用PSO对提取的特征进行加权处理,根据特征的每一维元素的聚类正确率进行优化选择,从而达到对人脸提取关键性特征的目的.实验结果表明,所提算法能减小光照、表情和姿态变化的影响,在英国曼彻斯特科技大学人脸数据库上的识别率比张量PCA方法提高了12.75%.