基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法

为了解决人与穿戴计算机的自然交互问题,提出了一种基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法.该方法以Icondensation算法为基础,综合利用穿戴视觉系统输出的深度和灰度信息进行人手跟踪,并引入了手势变换模型.该模型可以在几种预先定义的手势之间进行动态变换.实验结果表明,该方法可以有效地实现动态和复杂背景下的人手跟踪与手势识别,为穿戴计算机系统提供自然友好的手势交互途径.     

基于光流及耦合隐马尔可夫模型的动态手势识别

基于块的相关算法来计算光流，并利用光流跟踪双手的运动．双手的运动轨迹取相邻两点的速度向量，经8方向链码量化后作为观察向量．和直接利用位置信息相比较，提高了识别的鲁棒性．采用耦合隐马尔可夫模型来识别双手动态手势，提出并实现了最大后验概率的训练．对6个双手动态手势的试验表明，耦合隐马尔可夫模型(CHMM)比常规隐马尔可夫模型(HMM)能更有效地对双手动态手势建模．     

一种基于改进结构的级联手势回归算法

基于手势特征和回归算法,通过改进传统的3D手势级联回归算法学习效率低的缺陷,提出一种新的基于手势变化特征的手部结构特征算子,有效减少了手部特征算子的维度,并对传统级联回归器进行了适应于手势变化的结构改进,使其针对手部结构的识别效率显著提高.在公开数据库及自建数据库分别进行实验,实验结果表明,该算法在保持手势识别准确度的同时,能有效提高执行效率.     

Operational Gesture Segmentation and Recognition

Gesture analysis by computer is an important part of the human computer interface (HCI) and a gesture analysis method was developed using a skin-color-based method to extract the area representing the hand in a single image with a distribution feature measurement designed to describe the hand shape in the images. A hidden Markov model (HMM) based method was used to analyze the temporal variation and segmentation of continuous operational gestures. Furthermore, a transition HMM was used to represent the period between gestures, so the method could segment continuous gestures and eliminate non-standard gestures. The system can analyze 2 frames per second, which is sufficient for real time analysis.     

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.     

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.     

基于三维模型的双目手势特征提取

提出一种基于三维模型的双目手势特征提取算法.该算法使用双摄像头,在手势的三维几何模型基本框架下,将得到的几何体的旋转角度作为提取出的手势特征.使用图像的极半径不变矩对比图像之间的相似度,并用遗传算法逐代改变三维模型中几何体的旋转角度,使其最大程度地接近真实手势,克服三维重建中速度与精度之间的平衡问题.实验证明,在简单手...     

排球扣球动作的三维手势重建系统设计

为了精确、快速、低成本地获得运动员的排球扣球动作三维手势模型并对其进行数字化模拟,需要对排球扣球动作的三维手势进行重建系统设计。传统的基于多台Kinect的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先使用两台Kinect分别采集运动员排球扣球动作二维手势图像的点云数据,通过标定得到两台Kinect采集到的排球扣球动作二维手势图像姿态关系;然后基于标定结果,使用迭代最近点算法对两部分排球扣球动作三维手势图像的点云数据进行配准得到完整的排球扣球动作三维模型。存在重建成本高,噪声干扰严重导致重建系统失真严重的问题。为了降低噪声干扰,提高重建精确度,降低成本,提出一种基于立体视觉的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先通过传感器或摄像机等设备获取排球扣球动作二维手势图像,并对其进行平滑去噪;然后采用基于2D平面标靶的标定原理,建立摄像机成像的排球扣球动作三维手势图像几何模型并获得其参数;最后利用双目立体视觉算法实现对排球扣球动作三维手势图像的特征提取与匹配,完成三维手势重建。实验结果分析证明,所提方法可以提高排球扣球动作三维手势重建效率,提高重建精确度,降低噪声影响,具有更加广泛的使用价值。     

Robust monocular SLAM towards motion disturbance

The standard extended Kalman filter-based simultaneously localization and mapping （EKF-SLAM） algorithm has a drawback that it could not handle the sudden motion caused by the motion disturbance. This prevents the SLAM system from real applications. Many techniques have been developed to make the system more robust to the motion disturbance. In this paper, we propose a robust monocular SLAM algorithm. First, when the motion model-based system failed to track the features, a KLT tracker will be activated for each feature. Second, the KLT tracked features are used to update the camera states. Third, the difference between the camera states and the predictions is used to adjust the input motion noise. Finally, we do the standard EKF-SLAM with the new input motion noise. In order to make the system more reliable, a joint compatibility branch and bound algorithm are used to check the outliers, and an IEKF filter is used to make the motion estimation smoother when the camera encounters sudden movement. The experiments are done on an image sequence caught by a shaking hand-held camera, which show that the proposed method is very robust to large motion disturbance.     

一个虚拟手原型的实现

以５ＤＴ 公司生产的数据手套作为手势输入设备,开发了一个虚拟手原型．它以手的运动学模型为基础,采用层次结构法构造手的几何模型,极大地方便了虚拟手的图形显示和实时更新的实现．根据人手的运动约束关系得到各关节弯曲角度的相对比例关系,就能从数据手套得到的７ 个传感数据获得整个手的运动情况,并用静态碰撞检测法处理虚拟手与其他物体的碰撞检测,在运行期间不断地对用户手势进行手势映射计算找到最匹配的手势,执行与该手势对应的动作．本原型简单易行,便于增加手势,最后给出了实现结果．     

一种新的基于轮廓特征的指尖及手指指向检测方法

传统基于K-Curvature以及凸包理论的指尖识别算法往往存在严重漏检问题.针对此问题,提出一种新的基于手指轮廓特征的指尖及手指指向检测方法,关键步骤包括轮廓平滑、直线区域检测、手指指向及指尖定位三部分,可实现精确快速的指尖识别过程.通过对不同姿态手势进行实验验证,所提算法能在准确定位指尖位置的同时,得到手指指向信息.满足人机交互系统对指尖点及手指指向获取的实时性要求,并对不同手指指向具有较强的自适应性.     

基于现场评价的智能手机触摸手势工效学研究

为了提高触摸手势识别准确率,针对智能手机触摸手势工效学参数进行现场评价。首先,基于非理性用户模型提出了触摸手势现场评价因素框架;其次,设计现场评价实验,收集新手用户和经验用户在室内静坐、户外行走和公交静坐3种情境下的测试数据,得出基于使用情境修正的手势工效学参数,优化了手机触摸性能。研究表明,现场环境中用户运动状态和情绪警觉水平影响手机使用触摸性能,需采用现场情境测试修正触摸工效学参数,以提高手势识别准确率。     

一种快速手势识别算法的实现与验证

基于大多数的手势识别算法,需要提取高维度的特征,限制了手势识别在实时系统中的应用。文中针对这种问题,提出一种快速的手势识别算法。首先,在原始图像上提取轮廓块边缘对目标区域进行分割。其次,提取目标区域的形状特征。然后,在数据库中,对每种手势只记录一幅标准的参考图像。最后,通过比较参考图像与待检测图像中的手势特征,来匹配和标记手势的含义。实验结果表明,文中提出的快速算法能够准确地识别手势。     

一种基于标记点的近景摄影测量系统

给出了一种基于标记点的鲁棒三维重建摄影测量系统;采用编码点和非编码点等标记点方式.为了减少不同图像间误匹配的概率,采用一种新的基于编码点的匹配方法,不同图像间非编码点的匹配从编码点开始,并通过相似性准则、模糊度准则和距离误差准则来剔除误匹配,可获得非常高的正确匹配率.采用一种新的基于标记点的加权迭代特征算法,用编码点恢复相机的投影矩阵,从而可以确定相机的外部姿态参数;用非编码点恢复3D坐标.与已有的加权迭代特征算法比较,该算法避免了所有点参与计算相机的投影矩阵,运算速度更快.由于采用标记点的亚像素定位方法,提高了3D重建精度.实验结果表明,在3D重建方面,该系统是强壮和精确的.     

基于核相关滤波的飞行员手势跟踪研究

结合飞行员操作过程中手部的运动特点,针对核相关滤波器跟踪算法在目标尺度变化和快速移动时存在的问题,提出了一种结合了手势检测与核相关滤波跟踪算法的飞行员手势跟踪方法。首先,将肤色分割与背景减除进行有效的融合,对静态手势进行快速检测。然后,使用KCF算法对定位的手势区域进行跟踪以获取手势实时位置和轨迹。跟踪过程中比较手势检测与手势识别所得到的手部信息,当出现偏差时对搜索框进行更新。从而实现有效的手势检测与跟踪。实验结果表明,该方法可以实现对飞行员变形手势快速、准确的实时跟踪,对部分遮挡和尺度变化有很好的适应性,能够满足后期飞行员手部行为分析的要求。     

基于方向链码的书空手势识别

介绍了Leapmotion交互设备的结构及运行机制,在该设备产生的交互空间中的x-y平面上定义8个方向的方向链码,通过该设备检测手指在空间中的位置变化,确定手指的移动方向,并结合方向链码定义动态书空手势。为了消除手指在空间运动的不稳定性而导致的噪声干扰,将手指在平面上的位置信息映射到计算机屏幕上显示出手指的移动轨迹,对轨迹进行分段处理,根据分段的比重提取主要移动方向描述输入手势,采用顺序匹配算法对输入手势与模板手势进行匹配,识别输入的书空手势。     

一种基于深度卷积神经网络的摄像机覆盖质量评价算法

随着视频监控系统的大规模普及,视频监控系统的效用评价成为一个重要的研究课题.当前视频监控系统评价只考虑了摄像机的覆盖率,缺少对摄像机覆盖质量的量化评价.该文提出了一种基于深度卷积神经网络的监控摄像机覆盖质量评价算法.将摄像机覆盖质量评价问题转化为对摄像机所采集视频帧的质量评价问题,探讨了基于视频帧的摄像机覆盖质量等级的分级策略,标注了一个摄像机视频帧质量等级数据集; 设计了一种新颖的多维标签赋值方法,利用深度卷积网络学习鲁棒的视频帧表示,进一步基于支持向量回归机(SVR)学习视频质量回归函数,从而实现对摄像机覆盖质量的鲁棒估计.实验结果表明:该算法能够准确地对监控摄像机的覆盖质量进行自动评测,有效监测了摄像机监控质量的实时变化.