Kinect体感交互技术.doc

(完整word)Kinect体感交互技术(完整word)Kinect体感交互技术(完整word)Kinect体感交互技术现代通信理论与先进技术之Kinect体感交互技术摘要:本文通过查阅国内外相关文献，了解了人机交互技术尤其是可以实现高效人机交互的Kinect体感技术的发展方向，并以此为研究基础，综述了Kinect体感技术的理论基础和国内外应用现状，讨论了其广泛应用需要解决的技术难题，展望了其在人机交互领域的应用前景，得出了Kinect体感技术有利于推动人机交互的智能化进展，是人机交互改革的又一个新起点的结论。关键词：Kinect体感技术;人机交互；虚拟现实;人工智能引言继鼠标和多点触摸之后，体感交互被称之为“第三次人机交互革命的原点”。人机体感交互的出现是人与机器对话方式回归自然的重要转折，体现了人们对“以人为中心”设计理念的不断追求。人机交互［[]董士海.人机交互的进展及面临的挑战[J].计算机辅助设计与图形学学报，2004,1(1):1-13.](Human-ComputerInteraction，HCI)是研究人与计算机及其相互作用的技术，其研究目的在于利用所有可能的信息通道进行人机交流，提高交互的自然性和高效性。目前人与计算机交互的方式只局限于鼠标与键盘，正是由于这种传输方式的单一性阻碍了人机交互的进一步发展，人机交互中输入输出效率之间的差距变的越来越大。随着科学技术的高速发展，更高层次的人机交互理念对交互方式提出了巨大的需求，众多科研人员开始对新的交互技术的多通道界面展开研究，目前的研究内容主要是集中在手势输入、语音识别及感觉反馈等方面.而kinect体感技术的出现为促进人机交互的发展具有重要意义,kinect作为新一代的体感设备，可以依靠实时捕捉使用者的动作、面部识别及语音识别就可以达到输入功能。这一特性很好地填补了现有人机交互技术的缺陷，并且促使kinect体感技术成为人机交互领域的一个研究热点。与传统输入设备不同的是，kinect设备可以实现直接用使用者的身体来控制终端，用这种最自然的方式与终端进行交互的特点贴近了人机交互对自然性的要求，kinect体感技术对人机交互理念的实现起到了重要的促进作用。因此研究kinect体感技术在人机交互领域中的应用对其今后的发展具有很大的必要性。1Kinect设备的基本介绍Kinect［[]EnriqueRamosMeglar.ArduinoandKinectProjects[M].American:Apress.2012,23-34.］，［[]JimGiles.InsidetheracetohacktheKinect[J].TheNewScientist,2010,208(2789):22-23.］，[[]李斌，吴国斌.Kinect领人机交互变革[J].程序员，2011，（9）：100—103.］是由微软公司开发的一款姿态传感输入设备，作为Xbox360外接的3D体感摄影机,利用即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能让用户摆脱传统输入设备的束缚，通过自己的肢体控制终端。图1所示是Kinect设备的整体结构图。Kinect设备的整体结构及功能：1。1RGB摄像头用来获取640X480的彩色图像，每秒钟最多获取30帧图像，根据在Kinect设备视野范围内移动的一个或两个人的图像进行骨骼追踪，可以追踪到人体上的20个节点。1。23D深度传感器分别为红外发射器和红外线COMS摄像机，用来侦测3D影像。1.3数组式麦克风与Microsoft.Speech的语音识别API集成，使用一个具有消除噪音和回波的四元麦克风组，能够把声源附近有效范围之内的各种信息捕捉到。用于语音识别并具有降噪功能.基于以上功能，Kinect设备不需要使用任何控制器，只需依靠实时捕捉使用者的3D动作、面部别和语音识别即可达到输入的功能［[]ChangYJ,ChenSF,HuangJD.AKinect-basedsystemforphysicalrehabilitation:Apilotstudyforyoungadultswithmotordisabilities[J].ResDevDisabil,2011,32(6):2566—2570.］.图1Kinect整体结构图2基于Kinect的人机交互的工作原理2。1Kinect传感Kinect追踪处理流程的核心是一个无论周围环境的光照条件如何，都可以让Kinect感知世界的CMOS红外传感器.该传感器通过黑白光谱的方式来感知环境:纯黑代表无穷远,纯白代表无穷近。黑白间的灰色地带对应物体到传感器的物理距离。它收集视野范围内的每一点，并形成一幅代表周围环境的景深图像.传感器以每秒30帧的速度生成景深图像流,实时3D地再现周围环境。就像你玩