[發(fā)明專利]基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310752309.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103745228B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張長水;侯廣東;崔潤鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所11325
• 代理人: 張岱

1.一種基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

獲取輸入視頻中待識別的動態(tài)手勢片段的手勢位置信息；

獲取所述手勢位置處連續(xù)前后幀的手勢狀態(tài)變化特征序列；

將獲取的手勢狀態(tài)變化特征序列與預(yù)設(shè)模型中的特征序列依據(jù)Fréchet距離進行匹配；

根據(jù)Fréchet距離匹配信息獲取相似性結(jié)果并輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法，其特征在于，所述獲取輸入視頻中待識別的動態(tài)手勢片段的手勢位置信息的具體步驟為：

根據(jù)視頻中像素的RGB值，獲取視頻任意一幀圖像中膚色區(qū)域出現(xiàn)的概率值；

根據(jù)所述概率值判斷得到視頻各幀圖像中分布的所有膚色區(qū)域；

獲取各個膚色區(qū)域在連續(xù)前后幀圖像的光流值；

根據(jù)分布的所有膚色區(qū)域的光流值，得到平均光流值最大的區(qū)域，即手勢位置區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法，其特征在于，所述獲取所述手勢位置處連續(xù)前后幀的手勢狀態(tài)變化特征序列包括運動軌跡變化特征序列和姿態(tài)變化特征序列。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法，其特征在于，所述運動軌跡變化特征序列的匹配步驟為：

設(shè)置手勢位置區(qū)域內(nèi)視頻圖像的任意一幀與前一幀的平均光流為方向矢量，即：F=(x,y)，其中x,y分別表示平均光流在橫向、縱向上的分量；

獲取輸入視頻圖像各幀所對應(yīng)的運動特征序列為(F₁,F₂,...,F_T)；

獲取模型中設(shè)置的運動特征序列為(M₁,M₂,...,M_T);

選取運動特征序列(F₁,F₂,...,F_T)中的任意一段序列片段f=(F_i,F_i+1,...,F_j)，得到該片段上的任意向量(x₁,y₁)與運動特征序列(M₁,M₂,...,M_T)中的任意向量(x₂,y₂)的距離，即為：

d1((x1,y1),(x2,y2))=1-x1·x2+y1·y2x12+y12·x22+y22;]]>

從得到的多個d₁((x₁,y₁),(x₂,y₂))找到最大值，求取最大值之下界，便可得到f=(F_i,F_i+1,...,F_j)和(M₁,M₂,...,M_T)的Fréchet距離δ_F；

設(shè)置一閾值ε₁，判斷該閾值與δ_F的大小：

若δ_F≤ε₁，則判斷待識別視頻中第i幀至第j幀所示的相應(yīng)手勢動作為模型所匹配的手勢；

反之，則不是。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Fréchet距離的動態(tài)手勢識別方法，其特征在于，所述姿態(tài)變化特征序列的匹配步驟為：

設(shè)置手勢位置區(qū)域內(nèi)視頻圖像的任意一幀中手指指尖及中指指根相對應(yīng)手指中心位置的坐標(biāo)為姿態(tài)向量，即為Z，其中Z為12維的特征向量；

獲取輸入視頻圖像各幀所對應(yīng)的姿態(tài)特征序列為(Z₁,Z₂,...,Z_T)；

獲取模型中設(shè)置的姿態(tài)特征序列為(N₁,N₂,...,N_T);

選取姿態(tài)運動特征序列(Z₁,Z₂,...,Z_T)中的任意一段序列片段f=(Z_i,Z_i+1,...,Z_j)，得到該片段上的任意向量Z與姿態(tài)運動特征序列(N₁,N₂,...,N_T)中的任意向量N的距離，即為：

d₂(Z,N)=||Z-N||₂；

從得到的多個d2₍Z,N)找到最大值，求取最大值之下界，便可得到f=(Z_i,Z_i+1,...,Z_j)和(N₁,N₂,...,N_T)的Fréchet距離δ_F；

設(shè)置一閾值ε₂，判斷該閾值與δ_F的大小：

若δ_F≤ε₂，則判斷待識別視頻中第i幀至第j幀所示的相應(yīng)手勢動作為模型所匹配的手勢；

反之，則不是。