基于双目视觉的人手定位与手势识别系统研究.pdf

：．学位论文作者：静声。匀欠学位论文作者：郭为．句灾日期：矽／／年乡月谌日期：产年月Ｈ原创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要在虚拟现实应用领域用户在操作虚拟物体时候传统的鼠标键盘等输入设备很难满足操作沉浸感和趣味性。而人类在平时的交流过程中除了使用语言、文字沟通之外还常常借助手势来完成交流任务。因为人手不仅包含大量的符合人类认知习惯的交互信息而且由于人手的连续运动还存在三维空间位置信息因此完全可以将人手位置和手势结合起来作为一个不可分割的整体进行研究。考虑到光学定位具有安装方便、价格低廉、非接触式测量等优点本论文设计开发了一套基于光学的人手定位与手势识别系统该系统在实时定位空间人手三维位置的同时还能够识别出相应的手势可将其作为虚拟手的驱动接口实现对虚拟物体的抓取、移动和释放操作。文中首先对要实现的系统进行了需求分析和功能设计将整个系统分成六大模块它们分别为操作者、图像采集模块、人手定位模块、虚实注册模块、手势识别模块和虚拟操作模块并结合六大模块给出了系统的框架组成。然后分别介绍了这几大模块的实现方法。在人手定位模块中采用算法对目标人手进行跟踪并对该算法进行了改进实现了全自动人手目标检测。同时提出了一种新的人手特征点提取方法该方法将人手的质心作为匹配点然后根据双目视觉定位数学模型计算目标位置信息；在手势识别模块中利用基于肤色的图像分割技术首先将摄像机采集的纪枷褡1湮狧二值图像可以避免光照强弱的干扰。然后利用人手轮廓面积和人手质心点像素坐标两个约束条件在枷裰胁檎也⑻崛∈中湍勘曷掷#幼爬猛拱砺郏在提取的人手轮廓点集中找到人手的凸包点利用手型凸包点轮廓面积与原始轮廓面积的比值不同识别手势。最后介绍了系统实现的软硬件环境和系统实现核心流程图并给出了一个应用在虚拟化学实验平台中的具体实例。关键词：人手定位；手势识别；三维虚实注册；虚拟手抓持；虚拟实验摘要甌甌．琒甦．瑃猟甀琤猟甌瑆琻。琲’．甌籌產琫簍琣籺．篐瓼．；；琧；目录髀邸璴课题的背景、来源及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．论文所做的工作与组织结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯低车淖芴蹇蚣堋系统的需求分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．系统的功能设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．低车纳杓颇勘辍．低车墓δ苣？榧翱蚣茏槌伞可能遇到的问题及解决方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．低呈迪值哪训恪．扇〉募际趼废摺本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．耸侄ㄎ荒？榈墓丶际跤胧迪帧目标的实时检测与跟踪⋯⋯⋯⋯