一种静态手势指尖检测方法

摘要

本发明属于计算机视觉领域中的特定对象检测领域，涉及一种静态手势指尖检测方法，包括：进行手势区域分割，从输入的彩色图像中分割出手势区域；考察手势区域内各点的坐标，确定手腕在手势区域所在的方位；计算手势区域的重心；寻找最小半径；根据手腕所处的不同方位，分情况进行处理，得到手区域二值图；提取手区域二值图HAND的外轮廓，计算外轮廓与手势重心的距离；平滑处理；检测极大值点，得到极大值点集；得到指尖点集。本发明可以快速准确地检测并定位手势图像中的指尖区域。

主权项

一种静态手势指尖检测方法，包括下列步骤：(1)进行手势区域分割，从输入的彩色图像中分割出手势区域GEST；(2)考察手势区域内各点的坐标，分别用ROW_top、ROW_bottom、COL_left和COL_right表示各点坐标中最上方和最下方的行序号，以及最左方和最右方的列序号，并按照下面四式分别计算GEST的上投影值P_top，下投影值P_bottom，左投影值P_left和右投影值P_right：$P_{bottom}=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}GEST({\mathrm{ROW}}_{bottom},n),$$P_{left}=\underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}GEST(m,{\mathrm{COL}}_{left}),$$P_{right}=\underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}GEST(m,{\mathrm{COL}}_{right}),$式中，m＝1,2,…,M表示输入图像的行序号，n＝1,2,…,N表示图像的列序号，M和N分别表示图像的高度和宽度；(3)计算上述四个投影值的最大值P_max＝max{P_top,P_bottom,P_right,P_left}；(4)判断确定手腕在手势区域所在的方位，用LABEL进行标注，即有其中，LABEL＝{1,2,3,4}分别表示手腕位于手势区域上、下、左、右四种情况；(5)计算手势区域的重心，记为(C_x,C_y)；(6)以(C_x,C_y)为圆心，做半径为r的同心圆CIR(r)，用AREA1(r)表示CIR(r)包含的像素数，计算CIR(r)与GEST的交集区域所含的像素数AREA2(r)，计算AREA1(r)和AREA2(r)的比值，与固定阈值TH₁进行比较，确定满足所述比值大于固定阈值TH₁的r的最大值，记为r_max；(7)根据手腕所处的不同方位，分下面四种情况进行处理，得到手区域二值图，用HAND表示：i)LABEL＝1，手腕在图像下方情况：考察GEST中纵坐标大于的C_y的像素点，计算各点与手势重心(C_x,C_y)的距离d，将满足d>r_max的点看作是手腕区域，并去除；ii)LABEL＝2，手腕在图像上方情况：考察GEST中纵坐标小于的C_y的像素点，计算各点与手势重心(C_x,C_y)的距离d，将满足d>r_max的点看作是手腕区域，并去除；iii)LABEL＝3，手腕在图像左侧情况：考察GEST中横坐标小于的C_y的像素点，计算各点与手势重心(C_x,C_y)的距离d，将满足d>r_max的点看作是手腕区域，并去除；iv)LABEL＝4，手腕在图像右侧情况：考察GEST中横坐标大于的C_y的像素点，计算各点与手势重心(C_x,C_y)的距离d，将满足d>r_max的点看作是手腕区域，并去除；(8)提取手区域二值图HAND的外轮廓，用BOUND(k)表示，k＝1,2,…,K，K表示轮廓上点的总数，k为轮廓上各点按照某个方向排序的序号；(9)计算距离：计算BOUND(k)与手势重心(C_x,C_y)的距离，用DIST(k)表示；(10)平滑处理：用长度为5的模板对DIST(k)进行平滑处理，所用模板为MASK＝[0.1,0.2,0.4,0.2,0.1]，中间位置的系数0.4与DIST(k)对齐，平滑结果用SDIST(k)表示；(11)检测极大值点，用PEAK(p)表示检测到的极大值点集；(12)考察PEAK(p)各点，并与r_max进行比较，如果满足PEAK(p)与r_max的比值大于特定阈值TH₂，则将该p点判定为指尖点；检测到的指尖点集用FING(q)表示。