基于单目视觉的掌心实时定位跟踪与手势识别研究

手势识别是人机交互领域的热点研究问题之一，对构建智能的人机交互方式发挥着重要的作用。但由于手势的多变性、多样性、多义性和时空差异性等特点，加之光照、温度等外界因素的干扰，基于视觉的手势识别在技术上还存在很多困难。针对手势多变性以及易受光照因素干扰的问题，本文提出了一种基于单目视觉的掌心实时定位跟踪与手势识别方法，克服了传统手势识别易受光照变化影响的问题，有效地提高了手势识别系统的稳定性、实用性和准确性。主要工作如下： 首先，介绍了本论文的研究背景和意义，总结了手势识别的研究现状，针对目前手势识别中存在的不足，提出了本文的解决办法，即采用单目摄像头进行掌心实时定位跟踪与手势识别的研究。 其次，总结了图像去噪和数学形态学处理算法，分析了图像轮廓跟踪检测、手势的运动检测以及肤色检测与分割的常用算法，并进行了运动手势的检测与分割、肤色检测与分割和手势图像轮廓跟踪检测实验，实现了手势轮廓跟踪检测与分割定位。 再次，阐述了凸包算法的基本内容，并进行了手势轮廓凸包检测和手势凸包的凸缺陷检测实验。在此基础上，提出了一种基于点增量法的手势掌心定位方法，把手势凸缺陷检测出来的深度点作为点增量法中的点集，并进行了手势掌心定位实验，准确有效地确定了手势掌心的位置。 最后，介绍了系统的框架设计、软硬件环境和运行流程，并提出了一种基于单目摄像头的掌心实时定位跟踪与手势识别方法，阐述了系统的实验设计方案，同时设计了不同实验来验证本文算法的稳定性、实用性和可行性。