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手势是人类日常生活中人与人之间最自然的一种交互方式,将手势识别系统用于人机接口,从而实现直接的、自然的人机交互方式,是手势识别的发展趋势和基本目标。手势识别研究涉及到模式识别,图像处理,心理学和认知科学等领域。本文结合上海市自然科学基金资助课题“手势识别和合成算法”,研究了基于手势关键点的识别算法。 本文的识别流程分为三个阶段:手势图像的预处理、手势特征提取和手势识别。在手势图像的预处理部分,运用Roberts梯度算子对手势图像作锐化处理,突出图像边缘部分。最后采用最大化方差法对图像进行二值化处理。 在特征选取阶段,提取手势图像的重心和边缘轮廓,边缘轮廓提取算法采用八方向链码搜索法,通过计算边缘轮廓的单像素曲线每段的弯曲度,提取出手势的指根与指尖点等关键点,作为识别的特征向量点。在手势的识别阶段,通过手势重心定位手势图像部位在图中的位置,然后运用关键点信息,借助Hausdorff距离,计算待识别图像与标准手势库中每幅手势图像的最大不相似度,取最小值对应的库中的那幅手势作为最终识别结果。在识别过程中,还通过尺度变换消除了手势部分大小的变化对识别的影响。 实验结果表明,基于手势边缘关键点特征的识别算法具有较好的识别效率,识别率近85%。