手势识别技术的研究

随着科学技术的发展,人们不断对人机交互的水平和质量提出新的要求和挑战。鉴于手势具有直观性、自然性的特点,手势已经成为人机信息交互的一种重要手段。基于视觉的动态手势识别系统是当前科学研究领域的热点之一,国内外很多的学者都投入极大的热情进行相关方面的研究,同时,基于视觉的动态手势识别系统也是目前及未来一段时间内手势识别系统的主要发展趋势。 本文研究的是基于单摄像头的非接触式的动态手势字符识别系统,包括图像预处理、手势分割与定位、指尖检测、特征矢量提取及手势识别五大模块的研究,并给出了自己的设计方案。 主要工作成果如下： (1)研究了手势识别的背景及意义,并对手势识别国内外发展现状进行了综述。 (2)对图像预处理和手势分割与定位技术的基本知识进行了简要概述,并提出了结合手势的动态特性基于HSV空间H、S分量的肤色检测定位方法来分割手势,得到了较好的手势分割效果。 (3)利用指尖在书写过程中始终处于空中最高点位置的属性以及指尖的环形特征检测出手势图像的指尖,首先进行指尖粗定位,然后进行准确定位,记录指尖位置并提取出指尖轨迹特征。 (4)鉴于隐马尔可夫对时序信号具有良好的建模能力,选择隐马尔可夫模型(HMM)对轨迹特征进行训练并实现轨迹的识别。最后实验证明HMM对手势轨迹的识别能够做到较好的识别效果。