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手势作为一种自然的人机交互方式被广泛应用于智能电视交互中。考虑到手势的非刚性形变和其快速运动的特点,外加家居环境中不确定的复杂的光照条件和背景环境,以及计算复杂度、实时性和低成本的考虑,智能电视手势交互系统的研究依旧面临诸多挑战。本文针对创维42E790U智能电视,基于单目摄像头设计开发一套智能电视手势交互系统。基于计算机视觉的手势识别过程大致可分为手势检测、手势跟踪以及手势识别三个阶段。本文在已有的相关技术基础上,主要做了如下三部分工作:(1)手势跟踪方面:本文的改进基于原有的增量子空间跟踪模型。本文中所采用的跟踪算法可以分为两个模块,分别是运动模型和目标外观模型。运动模型减小了目标位置的搜索范围,并给出一定的运动预测,为跟踪的实时性提供保障。目标外观模型为准确定位目标提供保障。本文应用中,为了适应手势的非刚性形变及家居空间中复杂的光照、背景环境,采用目标外观模型可以自适应更新的增量子空间在线跟踪模型。为了减轻跟踪过程中背景对跟踪造成的影响,采用加权的增量子空间在线跟踪模型。为了适应手势的快速运动,基于粒子滤波框架提出二次采样和运动预测的解决方案。实验结果显示了本文算法的有效性。(2)手势识别方面:本文先对电视系统的交互任务进行分析,设计了一套简单的、易用且交互性较好的动态手势指令集。并为这套指令集设计了对应的动态手势识别算法。本文系统采用基于编辑距离的识别方法,通过对轨迹的预处理、有效性检验和基于标准差改进的轨迹相似度分类,本文的动态手势系统识别准确率达到了96%。取得非常好的效果。(3)系统设计方面:本文基于电视资源的分析,将算法资源进行有效分配,将复杂的算法运算置于高配置的PC端处理,而对指令的响应和显示则由智能电视系统来处理,两者通过网络进行通信,以达到系统的高效协同运作。实验结果表明,本系统设计方法具有一定的实用价值。相比于智能电视的内置手势控制系统,有更好的兼容性和拓展性。