[發(fā)明專利]一種視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110230698.2
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102324019A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王維東;趙亞飛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K7/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

1.一種視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于，包括下述步驟：

啟動手勢視頻圖像采集系統(tǒng)，采集視頻圖像；

構(gòu)建參考背景圖像；

計算生成運(yùn)動描述圖像；

計算獲得運(yùn)動分割閾值，將運(yùn)動描述圖像轉(zhuǎn)化成二值運(yùn)動圖像；

膚色分割，得到二值膚色圖像；

將二值運(yùn)動圖像和二值膚色圖像逐點(diǎn)作邏輯與操作，得到二值融合圖像；

對二值融合圖像進(jìn)行連通區(qū)域分析，選擇手勢候選區(qū)域。

2.如權(quán)利要求1所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述啟動手勢圖像采集系統(tǒng)，采集視頻序列的步驟包括：

在圖像采集系統(tǒng)啟動之后，采集M幀視頻圖像分別轉(zhuǎn)換成灰度圖，用這M幀灰度圖像的平均值作為初始參考背景圖像，其中，M大于等于20。

3.如權(quán)利要求1和2所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述構(gòu)建參考背景圖像的步驟包括：構(gòu)建當(dāng)前t時刻的參考背景圖像，在初始背景建立之后，t+1時刻的參考背景圖像都是在前一時刻t的參考背景圖像基礎(chǔ)上更新而得。

4.如權(quán)利要求3所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述計算生成運(yùn)動描述圖像的步驟包括：

將當(dāng)前t時刻采集到的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，并與參考背景圖像逐點(diǎn)作差并取絕對值，生成運(yùn)動描述圖像。

5.如權(quán)利要求4所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述計算獲得運(yùn)動分割閾值，將運(yùn)動描述圖像轉(zhuǎn)化成二值運(yùn)動圖像的步驟包括：

利用最大類間方差法從運(yùn)動描述圖像獲得運(yùn)動分割閾值λ_M，利用該運(yùn)動分割閾值將運(yùn)動描述圖像轉(zhuǎn)化成二值運(yùn)動圖像。

6.如權(quán)利要求5所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述分割閾值λ_M的獲得包括如下步驟：

計算當(dāng)前t時刻運(yùn)動描述圖像，統(tǒng)計運(yùn)動描述圖像的幅值分布直方圖；

選擇一個閾值λ，將所述幅值分布直方圖分成兩部分，計算兩部分之間的類間方差；

遍歷閾值λ的所有可能取值，選擇對應(yīng)類間方差最大的閾值λ作為最佳閾值。

7.如權(quán)利要求6所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述膚色分割，得到二值膚色圖像的步驟包括：

對當(dāng)前時刻采集到的圖像利用先驗?zāi)w色模型進(jìn)行膚色分割，得到當(dāng)前時刻的二值膚色圖像。

8.如權(quán)利要求7所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述對二值融合圖像進(jìn)行連通區(qū)域分析，選擇手勢候選區(qū)域的步驟包括：

對二值融合圖像進(jìn)行連通區(qū)域分析，將圖中的運(yùn)動膚色區(qū)域分割成多個連通區(qū)域，并計算每個連通區(qū)域的面積，即：包含的像素點(diǎn)數(shù)，選擇面積較大的N個連通區(qū)域作為手勢候選區(qū)域。

9.如權(quán)利要求8所述視頻序列中自動提取手勢候選區(qū)域的方法，其特征在于：所述選擇手勢候選區(qū)域包括如下步驟：

對二值融合圖像進(jìn)行連通區(qū)域分析，將圖中的運(yùn)動膚色區(qū)域分割成多個連通區(qū)域，并計算每個連通區(qū)域的面積；

排除面積小于一定閾值的連通區(qū)域作為候選區(qū)域的可能性，該閾值與視頻圖像大小成比例；

若前一幀圖像中多個手勢候選區(qū)域中的某一個被確定或識別包含手勢，則在當(dāng)前幀中距離前一幀已識別的手勢位置較近的連通區(qū)域優(yōu)先被選做手勢候選區(qū)域；若前一幀圖像中的手勢候選區(qū)域都沒有被確定包含手勢，則在當(dāng)前幀中選擇面積較大的N個連通區(qū)域作為新的手勢候選區(qū)域。

10.一種視頻序列中手勢候選區(qū)域提取系統(tǒng)，包括用于采集手勢圖像的手勢視頻圖像采集系統(tǒng)、以及連接該手勢視頻圖像采集系統(tǒng)，以用于生成手勢候選區(qū)域的手勢候選區(qū)域提取系統(tǒng)，其特征在于：所述手勢候選區(qū)域提取系統(tǒng)包括有連接手勢視頻圖像采集系統(tǒng)的運(yùn)動檢測單元、與運(yùn)動檢測單元連接的背景圖像構(gòu)建及維護(hù)單元、連接背景圖像構(gòu)建及維護(hù)單元的膚色檢測單元、連接運(yùn)動檢測單元與膚色檢測單元的運(yùn)動、膚色信息融合單元、以及連接運(yùn)動、膚色信息融合單元的手勢候選區(qū)域分析提取單元。