[發明專利]一種手勢識別系統及方法

有效

• 申請號: 201410366480.3
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104111733B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 朱燕民;馬海蔚;貝澤華;龔虹宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種手勢識別系統，至少包括：

具有加速度、方向和磁場傳感器的智能移動終端，用于記錄用戶手勢的傳感器數據并進行特征提取，根據該些特征利用模型訓練平臺訓練獲得的訓練模型識別用戶手勢；

模型訓練平臺，對所述智能移動終端采集的多種用戶手勢的手勢特征進行標記及歸一化處理，并進行特征訓練學習，獲得所述訓練模型。

2.如權利要求1所述的一種手勢識別系統，其特征在于，所述智能移動終端包括：

加速度的坐標轉換單元，用于將通過加速度傳感器采集的加速度從手機坐標系轉換到地面坐標系；

手勢起始終止時間的判斷單元，用于確定手勢的起始終止時間；

傳感器數據記錄單元，利用文件讀寫語句將每次手勢動作的傳感器數據寫入移動終端的內存；

手勢特征提取單元，負責對每幀手勢動作進行特征值提取，得到每個手勢動作頻域時域上長度為45的總體特征描述子；

手機端手勢數據歸一化單元，用于對該手勢特征提取單元獲得的45個特征值進行歸一化處理；

手勢識別單元，對歸一化的特征進行分類預測并予以識別。

3.如權利要求2所述的一種手勢識別系統，其特征在于，該加速度的坐標轉換單元首先獲取加速度、方向、磁場傳感器的原始數據，然后根據坐標軸變換原理，將該原始數據變換到地面坐標系的對應數據。

4.如權利要求3所述的一種手勢識別系統，其特征在于：該手勢起始終止時間的判斷單元首先計算相鄰時刻的三維加速度的差值的絕對值的和，如果其大于預先設定的閾值并且上一個手勢已經結束，新的手勢還未開始，則標記在該時刻開始了新的手勢；如果其小于預先設定的閾值并且手勢開始而尚未結束，則標記手勢在該時刻結束，否則什么也不做。

5.如權利要求4所述的一種手勢識別系統，其特征在于，該手勢提取特征單元提取特征的步驟如下：

將收集到的對地三維加速度進行幀間等長的分幀處理，共分為3幀；

根據每幀的數據計算出15個特征值，共得到45個特征值。

6.如權利要求1所述的一種手勢識別系統，其特征在于：該模型訓練平臺為離線的基于Android編程軟件Eclipse和機器學習庫libsvm的電腦端，該手勢數據標記單元、該平臺端手勢數據歸一化單元以及該手勢建模識別單元由開源庫libsvm中所包含的功能直接實現。

7.一種手勢識別方法，包括如下步驟：

步驟一，通過智能移動終端的傳感器數據記錄單元采集大量用戶的不同手勢數據并利用手勢特征提取單元提取出大量的手勢特征；

步驟二，在離線的模型訓練平臺上對所提取的用戶手勢特征進行標記和歸一化處理，并進行特征訓練學習，最后得到一個訓練模型；

步驟三，將該訓練模型導入該智能移動終端，由該智能移動終端實時采集用戶手勢的傳感器數據，實時地進行識別分類，并實時地完成相對應的任務。

8.如權利要求7所述的一種手勢識別方法，其特征在于，步驟三還包括如下步驟：

步驟8.1，從該智能移動終端的各傳感器中獲得加速度、方向和磁場方向，并把三維加速度轉化為對地加速度，并予以記錄；

步驟8.2，將收集到的對地三維加速度進行幀間等長的分幀處理，并根據每幀的數據計算出15個特征值，共得到45個特征值；

步驟8.3，把該45個特征值進行歸一化處理，并由該智能移動終端的手勢識別單元進行識別并得到結果。