基于计算机视觉的手势交互系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102981742A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102981742A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201210494660.0(22)申请日2012.11.28(71)申请人无锡市爱福瑞科技发展有限公司地址214131江苏省无锡市高浪路999号B1幢419(72)发明人孙杳如朱华平徐一菲王子剑(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人祖志翔(51)Int.Cl.G06F3/0487(2013.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图44页(54)发明名称基于计算机视觉的手势交互系统(57)摘要一种基于计算机视觉的手势交互系统，其包括视频采集模块、图像处理模块、识别定位模块和交互设计模块，其中，视频采集模块通过摄像头实时采集人手的视频图像，图像处理模块通过高斯滤波、二值化等多种方法对视频信息进行处理并获取手形轮廓作为识别与跟踪的二值化图像，识别定位模块通过PCA算法对手形轮廓进行手势识别，同时使用粒子滤波算法跟踪手掌所在的位置，交互设计模块最终根据手势识别结果和手掌所在位置调用鼠标API，使鼠标光标实现“移动”、“左键单击”、“左键双击”、“右键单击”或“无动作”操作功能。本发明具有精确度高、反响速度快、交互功能多、识别准确率高的优点，不仅可以用于计算机输入的人机手势交互，也可以用于系统监控、模式识别等其他领域。CN1029874ACN102981742A权利要求书1/1页1.一种基于计算机视觉的手势交互系统，其特征在于：所述手势交互系统包括视频采集模块、图像处理模块、识别定位模块和交互设计模块；所述视频采集模块包括有摄像头，该视频采集模块通过摄像头实时采集人手的视频图像并将每一帧图像缩小为160*120像素，同时将该缩小的手部图像传输到图像处理模块；所述图像处理模块连接视频采集模块，该图像处理模块实时接收并分析由视频采集模块传输来的手部图像，并通过高斯滤波去除噪声和二值化处理，截取手形轮廓作为识别与跟踪的二值化图像；所述识别定位模块连接图像处理模块，并且其中存储有分别代表“移动”、“左键单击”、“左键双击”、“右键单击”和“无动作”功能的样本手势图像，该识别定位模块实时接收并分析由图像处理模块传输来的二值化图像，将该二值化图像与所述样本手势图像比较，识别出所述手部图像的手势所代表的功能，同时对手的二值化图像进行实时跟踪并将其位置传输给交互设计模块；所述交互设计模块连接识别定位模块，该交互设计模块根据由识别定位模块实时接收来的手势识别结果和手位置的坐标调用鼠标API，并控制鼠标光标实现“移动”、“左键单击”、“左键双击”、“右键单击”或“无动作”功能。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的手势交互系统，其特征在于：所述识别定位模块通过PCA算法识别所述手部图像的手势所代表的功能，同时通过粒子滤波算法实时跟踪手的位置。2CN102981742A说明书1/6页基于计算机视觉的手势交互系统技术领域[0001]本发明涉及人机交互系统，具体涉及一种基于计算机视觉的手势交互系统，属于信息技术领域。背景技术[0002]人们从上个世纪就开始运用传统的交互设备，如键盘和鼠标进行计算机的人机交互，但是有些传统的交互设备在特殊领域中已经无法发挥便利的作用。[0003]近年来，随着硬件的发展和人们不断的创新，越来越多的人机交互技术涌现而出。这些人机交互技术的目的是解决计算机的智能性和可用性，各种人机交互技术的研究方向也大多围绕着提高人机交互技术的实用性和舒适性进行，从而使用户可以简单、自然的运用这些技术操作计算机，而随着计算机视觉技术的发展，基于计算机视觉的交互系统也逐渐发展起来。[0004]基于计算机视觉的人机交互技术涵盖了多个方面：图像处理、模式识别、人工智能等等。基于计算机视觉技术的交互系统是一种人性化的自然人机交互系统，这种人机交互系统要求计算机能够对人的自然表现(比如手势、表情、动作等)进行判断并做出反应，从而使人可以更加便捷、迅速、自然地与计算机进行交互。[0005]基于计算机视觉的交互系统对推动科技发展和满足人们需求有着重大的现实意义：[0006]1)基于计算机视觉的交互系统不同于现有常见的图形交互系统，作为一种自然交互系统，其能够让用户更多地具有人性化的体验，从而更方便更自然地操作计算机。[0007]2)能够为其他技术领域提供人机交互方式从图形交互向自然交互转变的可行方案，比如将汽车使用的控制按钮改进为更加方便的交互方式。[0008]3)能够为便携式IT设备的操作方式提供切实可行的应用技术，并且改变便携设备的结构，从而减少便携设备的体积与重量。[0009]总之，基于计算机视觉的人机交互系统具有巨大的潜在经济价值和科技