互动系统中的动态手势识别方法

摘要

本发明公开了一种互动系统中的动态手势识别方法，具体有以下四个步骤：采集图像，经过去噪处理之后，得到当前图像帧；利用当前图像帧和参考图像帧做帧差，得到图像的运动区域，同时，结合肤色检测法得到二值化图像；利用灰度投影法对二值化图像做手势分割，得到手势区域和重心位置；根据重心位置和指尖特征采用分类识别方法得到最终识别结果。这种方法的优点在于克服以往算法中复杂度高、实时性低、识别率不高的问题，具有实现简单，实时性好，识别率高的优点，能很好地应用于动态手势识别中；另外，本发明算法可以容忍定义手势的平移，尺度以及旋转角度的变换，具有很好的鲁棒性。

主权项

一种互动系统中的动态手势识别方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：采集图像，经过去噪处理之后，得到当前图像帧；所述采集图像为YCbCr图像，去噪处理为空域滤波法；第二步：利用当前图像帧和参考图像帧做帧差，得到图像的运动区域，同时，结合肤色检测法得到二值化图像；第三步：利用灰度投影法对二值化图像做手势分割，得到手势区域和重心位置；第四步：根据重心位置和指尖特征采用分类识别方法得到最终识别结果；其中分类识别方法的步骤为：    第1步：通过多级菱形样板匹配法采集指尖位置点，所述的多级菱形样板匹配法的菱形匹配分为三级：第一级用1×1菱形样本（31），第二级用5×5菱形样本（32），步进T=2，第三级用13×13菱形样本（33），步进K=3；    第2步：通过指尖特征分类识别定义手势，其中分类识别的规则为：步骤一：指尖的备选位置为第一个指尖点，那么在Y方向的投影图上：a)若该点离手势重心距离大于手势重心到食指指尖点的距离，表示该点为第一个有效指尖点，返回至第一步，重新搜索下一个备选指尖；b)若该点离手势重心距离介于手势重心到食指指尖点的距离与手势重心到拳头前沿的距离之间时，表示可能为拳头的前沿点，先假设该点为有效点，返回至第一步，重新搜索下一个备选指尖；c）若该点离手势重心距离小于手势重心到拳头前沿的距离时，表示为拳头的前沿点，返回指尖数量0；步骤二：指尖的备选位置为第二个指尖点，如果该点与前一有效指尖点的距离大于两个有效指尖点间的距离时，则该点为有效指尖点，跳至步骤三，继续判断；否则，该点为误判点，返回至第一步，重新搜索下一个备选指尖；步骤三：看前后两个指尖点与重心是否满足一定的三角关系：假设重心为圆心O，水平向左OP为0°，计算指尖点A与重心连线的角度∠AOP（51）和长度SAO（54），以及指尖点B与重心连线的角度∠BOP（53）和长度SBO（55），由右手的形状特点可以知道，有下述情况出现时：当A在以O为圆心，SAO（54）为半径的圆上运动，B也在以O为圆心，SBO（55）为半径的圆上运动，同时，夹角∠AOB（52）在30o～120o之间，且在∠AOB（52）的平分线上，被手势覆盖的像素点比较少，这时，表示拇指指尖已经找到，返回指尖数量2，否则，返回至第一步，重新搜索指尖；    上述第2步中涉及的手势重心到食指指尖点的距离、手势重心到拳头前沿的距离、两个有效指尖点间的距离，其中距离都为以像素为单位的垂直方向距离；    第3步：当搜索完成，按照定义的规则识别手势。