[發明專利]一種基于手勢識別的人機交互方法

有效

• 申請號: 201810030997.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN110032270B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 華春生;陳博;顏培輪
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李巨智

1.一種基于手勢識別的人機交互方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：人體CT對人體進行掃描，生成具有三維點云數據的三維人體模型；

步驟2：操作前，根據手部HSV信息和手部特征信息建立個人特征庫；

步驟3：操作中，采集當前手勢圖像，采用多特征分層濾波算法識別當前手勢信息，并將手勢信息進行編碼，輸出編碼信號控制三維人體模型動作；

所述采用多特征分層濾波算法識別當前手勢信息包括以下過程：

根據個人特征庫存儲的ROI區域的HSV空間對當前手勢圖像進行分割，獲取手部特征信息θ_i，并帶入公式(1)、(2)獲得當前手勢圖像與個人特征庫中第n個手勢的相似概率權重ρ_n，如果ρ_n＝0，則表示當前手勢是未知手勢，否則，ρ_n最大時對應的序號n為識別出的個人特征庫中第n個手勢的序號；

ρ_n＝ρ_n1×ρ_n2×ρ_n3 (2)

其中，μ_ni和δ_ni分別是個人特征庫中樣本手勢n的第i個特征的均值和方差，θ_i是當前手勢的第i個特征，ρ_ni為當前手勢圖像與個人特征庫中第n個手勢第i個特征的相似權重；ρ_n為當前手勢圖像與個人特征庫中第n個手勢的相似概率權重；i＝1，2，3分別對應手部形狀、手部旋轉角度、手部凸包性。

2.根據權利要求1所述的基于手勢識別的人機交互方法，其特征在于：根據手部HSV信息建立個人特征庫包括以下過程：

步驟1：分別獲取多幀圖像的HSV信息；

步驟2：計算HSV信息的均值和方差；

步驟3：根據HSV信息的均值和方差獲取ROI區域的HSV空間，并將ROI區域的HSV空間存儲在個人特征庫。

3.根據權利要求1所述的基于手勢識別的人機交互方法，其特征在于：根據手部特征信息建立個人特征庫包括以下過程：

步驟1：根據ROI區域的HSV空間提取每幀圖像的手部區域；

步驟2：對每幀圖像的手部區域進行二值化，獲取每幀圖像的手部區域的二值圖像；

步驟3：提取二值圖像的手部特征信息；

步驟4：計算手部特征信息的均值和方差，并將手部特征信息的均值和方差存儲在個人特征庫。

4.根據權利要求3所述的基于手勢識別的人機交互方法，其特征在于：所述提取二值圖像的手部特征信息包括以下過程：

步驟1：對手部區域的二值圖像進行meanshift聚類，得到聚類中心區域；

步驟2：對聚類中心區域利用PCA主成分分析法，得到手掌的橫寬比θ₁，以及偏轉角度θ₂；

步驟3：對聚類中心區域同時進行凸包性分析，將手部各頂點連線，得到手部的凸多邊形面積S1和手部二值圖高亮面積S2，將二者相除，得到手部凸包性參數θ₃＝S1/S2。