基于单目摄像头的手势识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105354551A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510738071.6(22)申请日2015.11.03(71)申请人北京英梅吉科技有限公司地址100094北京市海淀区东北旺西路8号院4号楼205号申请人李小波朱郁丛(72)发明人朱郁丛李小波(74)专利代理机构北京中企鸿阳知识产权代理事务所(普通合伙)11487代理人刘葛郭鸿雁(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称基于单目摄像头的手势识别方法(57)摘要本发明提出了一种基于单目摄像头的手势识别方法，包括：用单目摄像头拍摄视频，获取单目摄像头采集的视频帧；对视频帧进行图像特征分析；如果存在手掌部区域图片，将每个时刻及对应的手掌部区域位置存储至全局缓存内；对多个时刻的手掌部区域位置进行分析，获取预设时长内手掌部区域的相对位置，根据手掌部区域的相对位置识别出对应的手势操作；将识别的手势操作与多个预定义手势进行比较，获取相匹配的预定义手势，调用匹配的预定义手势对应的回调函数，以完成相应的控制动作。本发明通过单目摄像头采集用户的手掌位置区域信息，实现手势智能识别，并利用回调函数调用手势对应操作，进行交互输出，具有识别精度高、硬件设备结构简单的特点。CN105354551ACN105354551A权利要求书1/2页1.一种基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，利用单目摄像头拍摄视频，获取所述单目摄像头采集的视频帧；步骤S2，对所述视频帧进行图像特征分析，以判断所述视频帧中是否存在手掌部区域图片；步骤S3，如果存在所述手掌部区域图片，则获取当前时刻下的所述手掌部区域位置，并存储至全局缓存内，重复步骤S1至步骤S3，获取预设时长内多个时刻的所述手掌部区域位置，将每个时刻及对应的手掌部区域位置存储至所述全局缓存内；步骤S4，对所述多个时刻的所述手掌部区域位置进行分析，获取所述预设时长内手掌部区域的相对位置，根据所述手掌部区域的相对位置识别出对应的手势操作；步骤S5，将识别得到的手势操作与多个预定义手势进行比较，获取相匹配的预定义手势，调用所述匹配的预定义手势对应的回调函数，以完成相应的控制动作，其中，每个预定义手势、回调函数和控制动作一一对应。2.如权利要求1所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述单目摄像头拍摄视频之前，对所述单目摄像头进行初始化，设定所述单目摄像头的分辨率。3.如权利要求1所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对所述视频帧进行图像特征分析，包括如下步骤：提取所述视频帧的图像特征；利用分类器对所述图像特征进行分类筛选，根据筛选结果判断所述视频中是否存在手掌部区域图片，如果存在，则执行步骤S3，否则丢弃该视频帧。4.如权利要求3所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，还包括如下步骤：在所述分类器对所述图像特征进行分类筛选之前，获取样本数据，训练所述样本数据以选取所述分类器，并对所述分类器进行初始化，其中，所述样本数据包括正样本图片和负样本图片，所述正样本图片为包括手掌区域的图片样本，所述负样本图片为不包括手掌区域的图片样本。5.如权利要求4所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，获取所述正样本图片，包括如下步骤：由人工从预选样本图片集合中筛选出包括手掌区域的图片，并在所述图片上标注手掌所在的区域，保存标注信息，得到正样本图片。6.如权利要求5所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，获取所述负样本图片，包括如下步骤：由人工从预选样本图片集合中筛选出不包括手掌区域且实际应用中的背景图片；对所述背景图片进行分割以满足所述正样本图片的尺寸；对所述背景图片中重复的特征进行去除，得到负样本图片。7.如权利要求6所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，训练所述样本数据以选取所述分类器，包括如下步骤：分别提取所述正样本图片和负样本图片的图像特征；将所述正样本图片和负样本图片的图像特征合并生成训练样本集；对所述训练样本集进行抽取以得到检测样本集；2CN105354551A权利要求书2/2页利用训练样本集对分类器进行训练，并利用所述检测样本集对训练后的分类器进行测试得到当前分类器的准确率；迭代设置训练参数得到多个分类器的准确率，并选取准确率最高的分类器作为所述步骤S2中采用的所述分类器。8.如权利要求1所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，还包括如下步骤：对所述全局缓存中的数据进行定期更新和删除。9.如权利要求1所述的基于单目摄像头的手势识别方法，其特征在于，在所述步骤S3中，复制对所述手掌部区域位