基于神经网络的手势识别技术研究

以数据手套为基础,分析了手形的几何关系,建立了虚拟手的模型,由数据手套的数据接口获取各指节的曲伸角度,建立手势标准样本库,并提出了基于BP神经网络的手势识别方法,用手势标准样本加以训练,使其具备识别手势的功能,并利用VC 编程实现BP神经网络,用Matlab验证实验结果的正确性.     

人机交互过程中数字手势的识别方法

为了获得简单、高效的数字手势识别方法,增加使用者舒适的体验,提出一种基于Kinect融合深度信息和骨骼信息的数字手势识别方案.首先,使用Kinect进行深度数据的采集,建立深度图像;其次,结合骨骼追踪系统,提取人体轮廓,运用深度阈值法从轮廓中分割出手部区域,并进行二维图像的重建;再次,利用手腕和手掌骨骼点准确分割出手掌区域,并运用图像形态学开运算进行处理,得到不含手指的图像,进而提取掌心坐标;最后,计算半径,确定掌心圆,采用圆的边界和手指相交次数的方式识别手指个数.实验结果表明:数字手势识别方案能够准确、高效地识别数字手势.     

面向手语自动翻译的基于Kinect的手势识别

提出了一种基于3D体感摄像机Kinect设备实现面向手语自动翻译的手势识别方法,利用Kinect体感外设提供的深度图像实现手的检测,并通过OpenNI+NITE框架中函数获得手掌质心在三维空间中的位置,然后通过等值线追踪算法(又称围线追踪算法)和三点定位算法识别出手指实现了手势跟踪,最后通过矢量匹配方法识别手指名字,并设计了三层分类器来实现静态手势语的识别.相较于传统的基于数据手套和单目摄像机的方法,本方法识别的更准确.基于上述方法,实现了一个手势识别系统.实验结果显示,本文提出的方法更加简洁且行之有效.     

基于多特征HMM融合的复杂动态手势识别

针对基于体感控制器(leap Motion)的手势识别方法通常无法识别复杂的动态手势问题,提出一种基于多特征隐马尔科夫模型(HMM)融合的动态手势识别方法.首先,根据手的移动速率,从连续数据中分割出有效手势,均匀采样得到数据帧;然后提取手掌姿态、手指弯曲度、手指分开度和运动轨迹四类特征;最后用K-means聚类后的特征序列建立四类单特征HMM.在手势识别阶段,计算并融合未知手势序列在四个单特征HMM下的发生概率,选择概率最大手势为识别结果.实验结果表明:所设计的特征能充分表达动态手势,提出的方法能有效识别复杂动态手势,且识别实时性良好.     

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GRNN网络车辆方向盘转角识别方法

为改善车辆的操纵安全性以及为自动转向系统和智能泊车系统的研究提供理论基础,本文给出一种新的汽车方向盘转角识别方法.建立了驾驶员—车辆闭环模型,并通过试验验证车辆模型.通过给定方向盘转角输入求解得到用于GRNN网络训练的车辆状态参数,运用GRNN网络建立以车辆状态参数来识别方向盘转角的映射模型.与RBF网络相比,GRNN神经网络具有更高的辨识精度.进行整车仿真,所建立的GRNN神经网络能较精确地识别方向盘转角并与仿真结果有较好的一致性.     

基于深度学习的交警指挥手势识别

为解决无人驾驶汽车快速准确地识别交警指挥手势的问题,本文提出一种基于深度学习的三通道输入交警指挥手势识别方法.仿真实验表明,利用深度学习优化模型参数后,采集的8种交警指挥手势数据集的平均识别准确率可达97.87%,识别率较高,具有一定的应用价值.     

结合肤色分割和ELM算法的静态手势识别

针对目前复杂背景下手势图像识别率不高、识别困难等问题,基于ELM(extreme learning machine),提出了一种快速手势识别方法。结合RGB与HSV两种颜色空间模型,从复杂背景中去除大部分类肤色的干扰,实现手势分割;采用改进的Hu不变矩以及指尖个数对获取的手势轮廓进行描述;利用ELM进行特征数据分类,从而实现实验所采用手势的识别,其中ELM是在单隐层神经网络的基础上提出来的一种新型前馈神经网络,网络结构比较简单,输入权值和偏差随机给定的。在采用ELM识别的同时又用传统的BP网络进行了识别,结果表明:相对于BP网络,ELM具有较快的学习速度和良好的抗差能力,同时识别率比较高,适合静态手势识别。     

基于深度学习的应急手势识别算法研究

本文提出了一种基于深度学习的应急手势识别算法.首先采用深度图像传感器做手势分割获取应急手势数据集,其次采用肤色分割算法和本文提出的应急手势识别算法做实时性测试.与常规算法不同的是,本文构建了一个应急手势数据库,并建立了深度卷积神经网络模型,提出了7种应用于多种场景的应急手势识别算法.实验结果表明,本文应急手势识别算法优于现有的机器学习算法,识别率达99.95%,可广泛应用于人机交互场景.     

复杂场景下基于R-FCN的手势识别

为了解决复杂场景下手势识别的问题,将基于区域的全卷积网络(R-FCN)用于手势识别.为了使网络适应复杂场景,利用在线难例挖掘技术对手势识别过程中产生的难例进行在线学习,并结合手的特征对网络参数进行优化调节.实验结果表明:基于R-FCN的手势识别方法能准确地从复杂场景中识别手势,识别率达到99.73%.     

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%.      

基于改进卷积神经网络及SVM的手写数字识别方法

手写数字识别在数据的自动读取、银行支票识别、邮政编码自动识别等领域有重要的实际应用价值.为了提高手写数字识别的准确率,提出一种将卷积神经网络与批量归一化(BN)网络结合来提取手写数字图片特征、并用支持向量机(SVM)进行分类的手写数字识别方法.经实验验证,所提出的手写数字识别方法准确率达到99.6％,相比于Vgg-16、Xception等改进卷积网络的识别准确率有较大的提高.     

复杂背景下基于肤色检测的动态手势分割与识别

在类肤色的复杂背景下,基于肤色检测的动态手势识别会因肤色干扰导致识别效率较低。提出了一种基于YCbCr颜色空间的改进三帧差分法的动态手势识别方法。首先利用改进的三帧差分法对动态手势进行分割,有效去除类肤色背景;然后根据人体肤色在YCbCr颜色空间中的聚类效果,采用基于椭圆模型的肤色检测方法有效去除非肤色背景,分割出手势区域。通过双特征提取,有效去除大范围的肤色背景,最终得到完整的手势;最后利用BP神经网络较强的自学习能力,对分割的动态手势进行检测识别。实验结果表明,此方法在应对环境变化时具有较好的实时性和抗干扰能力,拥有较高的识别率。     

基于残差卷积自注意力神经网络的铝电解过热度识别方法

过热度是反映铝电解槽当前生产效率的重要指标,由于过热度难以在线实时测量,本文提出一种基于残差卷积自注意力神经网络的过热度识别方法.针对铝电解生产过程数据为时间序列数据且具有多源异构特性,设计异构数据的同构表示方法.在此基础上建立残差卷积自注意力神经网络模型以提取同构时间序列数据的全局与局部特征.针对过热度数据标签少且类别分布不均匀问题,采用基于自动编码器的无监督预训练方法与加权交叉熵损失函数以提高过热度识别任务的性能.在基准数据集上进行仿真对比实验以验证本文所提方法的有效性,然后在只包含少量不平衡标签的铝电解过热度数据集上进行实验验证,结果表明本文构建的过热度识别模型相较与其他现有模型不仅提高了过热度识别准确率,而且在训练样本较少时保证了模型的泛化能力.     

基于全息视觉测量的钢混组合结构损伤识别试验研究

对一片钢混组合试验梁依次开展不同损伤工况下的加载试验,利用全息变形视觉测量试验装置获取试验梁全息图像信息数据,基于结构全息边缘轮廓线提取算法计算分析全息图像信息数据以获得试验梁在不同损伤工况下的全息变形.以结构初始全息变形数据和结构目标全息变形数据作为输入,运用改进的BP神经网络算法反演试验梁刚度矩阵的退化,求解单元刚度矩阵折减系数的全局最优解,并以结构单元刚度矩阵折减系数作为损伤表征因子,实现对目标结构损伤状态的识别.试验结果表明:基于结构全息变形数据和BP神经网络的结构损伤识别方法对损伤具有较强判别性,试验梁不同程度、不同位置损伤工况的测试识别结果与试验结果基本一致,试验梁损伤位置及程度平均识别精度为92.6%,为后续研究奠定了基础.     

基于标记分布学习的人脸年龄识别算法

针对人脸年龄识别可用数据集普遍不足的问题,为提升可用数据集不变情况下人脸年龄识别的精度,在深度学习(DL)框架中引入标记分布学习(LDL)策略,命名为DL-LDL,其中卷积神经网络用于自动提取人脸特征,改进的标记分布学习用于学习真实年龄及相邻年龄之间的模糊性和多义性,以丰富年龄信息,提高识别精度.将DL-LDL方法在MORPH和FG-NET这2个公开数据集上进行了试验测试.结果表明：DL-LDL方法提高了年龄识别的精度,与现有最先进的人脸年龄识别方法相比,在MORPH和FG-NET上的平均绝对误差分别降低了8.2%和13.8%.     

基于稀疏自编码神经网络的产品再设计模块识别方法

提出了基于性能时变数据分析的再设计模块识别方法.利用产品在健康状态下的性能时变数据构建无监督学习的稀疏自编码神经网络(SAENN)模型,以用于健康状态下产品性能数据的特征提取以及产品功能退化程度的评估;将产品在健康状态下的性能数据用于训练SAENN模型,使用运行期间的性能时变数据更新产品的状态特征,以反映功能的退化过程;通过对比功能间的退化差异来识别需要再设计模块;同时,以某制造企业水平定向钻产品再设计功能模块的识别为例验证了所提方法的可行性.结果表明,所提出的再设计模块识别方法具有较好的准确性,能够识别需改进的功能模块,识别结果可作为产品再设计的依据.     

复杂背景下的纤维识别研究

对在复杂背景下的纤维识别进行了研究.由于图像中纤维交错分布,相互遮挡,很难用现成的方法完成识别.本文作者提出的识别方法包括3部分:边缘检测,边缘细化与边缘修复.试验结果表明,本方法可避免纤维交叉,纤维弯曲等影响,并能较为准确地识别出每条纤维.     

基于LVQ神经网络算法的脱机手写数字识别研究

针对BP神经网络进行脱机手写数字识别所存在的问题,提出用自组织竞争神经网络(LVQ)对脱机手写数字识别的方法.介绍了LVQ神经网络算法,并构建了LVQ神经网络的识别模型,用Matlab软件进行了仿真.将获得的仿真结果数据与BP神经网络的测试结果进行对比分析,发现LVQ神经网络对脱机手写数字的识别率明显高于BP神经网络,且收敛速度更快.该方法在脱机手写数字识别领域具有一定的可行性与指导性.     

基于关键点的残差全连接网络动态手势识别方法

车载动态场景下,为了提高基于视频手势识别的准确率和鲁棒性,提出了一种基于关键点的残差全连接网络手势识别算法.对在不同车辆平台、不同运动条件下采集的不同光照强度的视频数据进行归一化等预处理后提取视频帧的关键点,以关键点个数为准则进行了关键帧选取以提高运算性能和降低算法复杂度,将从关键帧中所提取的关键点送入残差全连接网络实现连续手势的识别.在不同光线与车内环境下,所提算法对6类动态手势的平均识别准确率达到96.72%,相较3D卷积神经网络(C3D)、卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)、长短时记忆网络(long short-term memory network,简称LSTM)和双流网络,其识别率分别提升了10.72%,6.40%,5.17%和4.50%.实验结果验证了所提算法在车载环境下连续手势识别的有效性.