[發明專利]基于單目視覺復雜背景下的手勢分割方法

在審

• 申請號: 201510060129.6
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104679242A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 鄭立國;汪欣;羅江林;谷文娟
• 申請（專利權）人: 吉林紀元時空動漫游戲科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

技術領域

????本發明涉及手勢分割技術，特別是人機交互中的分割技術，尤指一種基于單目攝像頭下對復雜背景下的基于單目視覺復雜背景下的手勢分割方法。其可廣泛應用與體感交互系統，并可以結合手勢識別技術實現手勢控制系統以便完成一些體感游戲、休閑娛樂運動、學術PPT等的自然交互。

背景技術

????近幾年隨著計算機技術的發展，人機交互技術已從鍵盤和鼠標逐步被自然人體所代替。鑒于手勢具有直觀、自然地特點，手勢已經成為自然人機交互的一種重要手段。作為新型的自然交互技術，基于計算機視覺的手勢識別在生活中的應用還不夠廣泛。

????基于單目視覺的手勢識別中手勢分割是手勢識別是最關鍵的步驟，其分割效果直接影響到后續的跟蹤、特征提取及識別的效果。但由于環境等多方面因素的影響導致基于單目攝像頭復雜背景下的手勢分割效果還不夠理想。市場上有一些基于Kinect的手勢識別方法，但是由于Kinect設備成本較高，不適用廣泛的推廣，因此Kinect設備并沒有深入廣大百姓的生活里。目前國內外也有一些手勢識別的研究，但是由于在單目攝像頭復雜背景下的手勢分割效果還不夠理想，因此降低設備成本、發明一種在單目攝像頭復雜背景下的準確地實現手勢分割方法是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于單目視覺復雜背景下的手勢分割方法，是一種基于單目攝像頭復雜背景下準確地實現手勢分割的方法，解決了現有的基于單目攝像頭無法準確分割出復雜背景下的手勢的問題。其是基于膚色探測法與幀差法相結合的技術方案，其內部實現了圖像由RGB顏色空間（RGB顏色是紅色Red、綠色Green和藍色Blue三基色的字母縮寫）向YCbCr（YCbCr其中Y是指亮度分量，Cb指藍色色度分量，而Cr指紅色色度分量）顏色空間轉換的方法、基于膚色探測法中橢圓模型改進的方法、幀差法等，達到了手勢的實時分割、檢測正確率高、誤檢率低等效果。人體必需保持手部的運動，身體其他部位的靜止，本發明支持單手、多手以及復雜手勢的分割。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

在獲取手勢圖像時，采用單目攝像頭獲取視頻流。然后將視頻流中的圖像序列進行處理。對手勢圖像進行顏色空間轉換后，經過膚色探測法膚色模型的改進，提取出膚色信息，再經過幀差法的處理實現手勢圖像的分割。本發明的技術要點是：一、膚色探測法中圖像顏色空間的選擇：在膚色探測法中存在多種顏色空間，顏色空間的選擇直接影響到分割的效果，究竟選擇哪一種顏色空間最適合本發明，需要做大量的實驗來論證。本發明選擇了YCbCr顏色空間。二、膚色探測法中顏色空間的轉換：選擇了YCbCr顏色空間之后，需要將獲取的圖像由RGB顏色空間轉換到YCbCr顏色空間。顏色空間的轉換對后續的分割效果產生很大的影響。三、膚色探測法中橢圓模型的改進：橢圓模型的改進能夠準確的實現膚色區域的分割與檢測。四、幀差法的實現：幀差法能夠將檢測出的膚色信息進行處理準確的分割出手部信息。

本發明的基于單目視覺復雜背景下的手勢分割方法的具體步驟如下：

????本發明的有益效果在于：基于Kinect設備的手勢分割造價高，不適于廣大百姓的使用。傳統的基于單目攝像頭復雜背景下的手勢分割準確率不高，影響后續的手勢識別功能。本發明在價格上解決了Kinect設備造價高的問題，只需要一個普通的RGB攝像頭。在準確率上解決了基于單目攝像頭復雜背景下的手勢分割準確率不高的問題，從而為手勢識別、手勢控制等人機交互工作提供了必要的保障。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為本發明的流程圖；

圖2為本發明的手勢圖像在RGB顏色空間進行的手勢分割效果圖；

圖3為本發明的手勢圖像在RG（Red紅色、Green綠色）顏色空間進行的手勢分割效果圖；

圖4為本發明的手勢圖像在YCbCr顏色空間進行的手勢分割效果圖；

圖5為本發明的手勢圖像在HSV(Hue色度,Saturation飽和度,Value亮度)顏色空間進行的手勢分割效果圖；

圖6為本發明的手勢圖像經過傳統橢圓模型的檢測膚色信息的效果圖；

圖7為本發明的手勢圖像經過改進的橢圓模型檢測膚色信息的效果圖；

圖8為本發明的手勢圖像經過幀差法獲取手勢信息的效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明的詳細內容及其具體實施方式。