[發明專利]一種人體上肢骨骼手勢識別方法

有效

• 申請號: 201310599232.9
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104460967A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 陳擁權;張羽;李梁
• 申請（專利權）人: 安徽寰智信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域：

????本發明涉及人機交互技術領域，具體涉及一種人體上肢骨骼手勢識別方法。

背景技術：

隨著計算機技術的發展，操作命令也越來越多，功能也越來越強。隨著模式識別，如語音識別、漢字識別等輸入設備的發展，操作員和計算機在類似于自然語言或受限制的自然語言這一級上進行交互成為可能。此外，通過圖形進行人機交互也吸引著人們去進行研究。這些人機交互可稱為智能化的人機交互。這方面的研究工作正在積極開展。

人機交互、人機互動（英文：Human–Computer?Interaction或Human–Machine?Interaction，簡稱HCI或HMI），是一門研究系統與用戶之間的交互關系的學問。系統可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統和軟件。人機交互界面通常是指用戶可見的部分。用戶通過人機交互界面與系統交流，并進行操作。小如收音機的播放按鍵，大至飛機上的儀表板、或是發電廠的控制室。人機交互界面的設計要包含用戶對系統的理解（即心智模型），那是為了系統的可用性或者用戶友好性。

????隨著人機交互技術的發展，體感設備作為一種代替或補充普通鍵盤和鼠標的輸入設備已經在許多場合和領域逐漸得到了使用。體感互動技術使得人們通過各種動作和計算機等設備進行交互成為可能，操作者可以通過在體感傳感器上做出特定的手勢軌跡配合顯示器來實現與計算機等設備的交互功能。微軟?Kinect?是目前比較流行的體感攝像機之一。Kinect?通過體感攝像頭分析取到的數據并分析，最終返回追蹤到的?20?個關節點的三維數據來生成一幅骨架系統，此套系統只包含人體各個關節點的三維信息，并不能進行手勢識別。

發明內容：

本發明的目的是提供一種人體上肢骨骼手勢識別方法，它通過對得到的人體骨骼三維信息進行分析，使之成為一系列體感手勢，使計算機能對人做出的各種手勢進行識別，使識別率不受距離、膚色、遮擋、光照、運動等因素的影響，能夠適應復雜多變的應用環境。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：它的識別方法為：步驟一、采用單攝相機結構下,利用人體的膚色模型結合基于高斯模型的背景減除法等獲取每幀圖像中人體的手掌、手臂、肩部以及頭部區域的位置；

步驟二、利用背景圖像和當前圖像作差分，檢測出前景區域；

步驟三、利用雙背景更新方法對建立的背景圖像進行更新；

步驟四、采集人體上肢的關節點，建立人體關節點坐標系，定義每個關節點的原始坐標數據；

步驟五、將每個關節點原始坐標數據存入數據組；

步驟六、采集當前的各個關節點坐標數據，并將各個關節點的坐標數據存入數據組；

步驟七、利用這些關節點坐標數據建立人體手部3D模型；利用人體視頻圖像序列中手部區域的運動方向、手形、以后位置參數修正3D模型；

步驟八、將當前各個關節點的坐標數據與相應關節點的原始坐標數據進行對比，對手勢進行判斷和識別；

步驟九、最后利用HMM對各種手部動作進行識別并用實驗驗證識別結果。

本發明通過對得到的人體骨骼三維信息進行分析，使之成為一系列體感手勢，使計算機能對人做出的各種手勢進行識別，使識別率不受距離、膚色、遮擋、光照、運動等因素的影響，能夠適應復雜多變的應用環境。

具體實施方式：

????本具體實施方式采用以下技術方案：它的識別方法為：步驟一、采用單攝相機結構下,利用人體的膚色模型結合基于高斯模型的背景減除法等獲取每幀圖像中人體的手掌、手臂、肩部以及頭部區域的位置；

步驟二、利用背景圖像和當前圖像作差分，檢測出前景區域；

步驟三、利用雙背景更新方法對建立的背景圖像進行更新；

步驟四、采集人體上肢的關節點，建立人體關節點坐標系，定義每個關節點的原始坐標數據；

步驟五、將每個關節點原始坐標數據存入數據組；

步驟六、采集當前的各個關節點坐標數據，并將各個關節點的坐標數據存入數據組；

步驟七、利用這些關節點坐標數據建立人體手部3D模型；利用人體視頻圖像序列中手部區域的運動方向、手形、以后位置參數修正3D模型；

步驟八、將當前各個關節點的坐標數據與相應關節點的原始坐標數據進行對比，對手勢進行判斷和識別；

步驟九、最后利用HMM對各種手部動作進行識別并用實驗驗證識別結果。

本具體實施方式通過對得到的人體骨骼三維信息進行分析，使之成為一系列體感手勢，使計算機能對人做出的各種手勢進行識別，使識別率不受距離、膚色、遮擋、光照、運動等因素的影響，能夠適應復雜多變的應用環境。