于基单目手势识别交互系统--本科毕业设计.doc

本科毕业设计（论文）基于单目手势识别交互系统的设计与实现学院机电工程学院专业数字媒体技术基于单目手势识别交互系统的设计与实现李林钢机电工程学院摘要随着计算机技术的逐渐发展，出现了一些符合人的习惯的人机交互技术。其中，手势的检测和识别技术作为一种有着自然性、简洁性和直接性的一种新型的交互方式，是这些交互技术当中倍受重视的研究和应用的技术之一。近几年来，已经有相当一部分的应用采用了这种手势识别的方式作为跟机器交互的手段，受到了世界各个国家的科研机构和科技企业的重视与青睐。基于计算机视觉的手势识别需要解决一系列的问题。首先是要做到的是从背景中将手分割出来；然后将有用的信息与冗余的信息分离开来，并将相关的手势信息提取出来；最后从相同的手势中根据实际情况，解读出它的特定的含义。针对这些问题，本文讨论里一种采用基于单目的特定颜色模型的背景分离方法和基于关键信息的手势提取方法，用VisualC++2010和OpenCV进行开发，实现在多种摄像头下的手势识别交互系统，主要包括以下方面：（1）针对不同摄像头画质的缺陷，采用中值滤波或均值滤波然后还原细节的方法实现图像较好的降噪，再用不同采样半径的USM锐化的方式实现图像信息的强化。（2）根据人手和背景色相等方面的差异，采用亮度+两个颜色通道的色彩模型进行色彩分离，并将未选择到的阴影和高光等区域利用连续色的原理进行进一步的选取。（3）根据选取结果有很多干扰区域的情况，实现最大面积连通区域的提取算法，以排除关键信息提取时的干扰。（4）根据手的区域的情况和交互的自然性，采用稳定的手的重心作为手的位置，利用近大远小的关系，采用手占摄像头面积的大小判断手离摄像头的距离。（5）针对以上识别的结果，实现了一些常见的人机交互应用，包括屏幕画图器、鼠标模拟器等。关键词：手势识别；VisualC++；背景消除；连通区域；关键信息提取AbstractWiththedevelopmentofcomputertechnology,somehuman-computerinteractiontechniqueswhichmeetpeople'shabitsappear.Amongthem,gesturedetectionandrecognitiontechnology,asanewnatural,simpleanddirecttechnology,ishighlyvalued.Inrecentyears,therehavebeenconsiderablepartoftheapplicationusingthisgesturerecognitionapproachasameansofaninteractionwiththemachine,anditdrawsattentionofandwasfavoredbythescientificresearchandtechnologyenterprisesofvariouscountries.Computervision-basedgesturerecognitionneedstosolveaseriesofproblems.Thefirstisishowtosplitthehandfromthebackground;thenseparatetheusefulinformationandredundantone,andextracttherelevantinformationgesture;finally,decipherthespecificmeaningofthesamegestureinaccordancewiththeactualsituation.Tosolvetheseproblems,thispaperdiscussesagesturerecognitioninteractivesystemwithakindofbackgroundseparationmethodsbasedonspecificcolormodel,andakindofgestureextractionmethodonkeyinformation,developedbyVisualC++2010andOpenCV,fitsavarietyofcamera,whichincludesthefollowingaspects:(1)Fordifferentqualitydefectsamongcameras,thissystemusesmedianfilterormeanfilterandrestoresthedetailmethodtoreducetheimagenoiseconservatively.ThenusedifferentsamplingradiusofUSMsharpeningtoenhance