[發明專利]面向智能家居場景的多手勢精準分割方法

有效

• 申請號: 201910140430.6
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109961016B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張暉;張迪;趙海濤;孫雁飛;朱洪波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06V40/20
• 分類號: G06V40/20;G06V10/42;G06V10/28;G06V10/30;G06V10/36
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明揭示了一種面向智能家居場景的多手勢精準分割方法，包括如下步驟：S1、對手勢圖像Image0進行預處理，得到圖像Image1；S2、對預處理后的圖像Image1進行膚色分割，得到經過處理后的圖像Image4；S3、在圖像Image4中構建圖像的最小綁定矩形MBR；S4、通過非手勢區域排除準則對圖像Image4中的非手勢區域進行排除，獲取手勢圖像Image5；S5、通過基于手部形狀特征的手臂冗余去除算法對圖像Image5進行處理，完成對手臂冗余的去除。本發明可以在本地智能化地對手勢進行分割，整個過程快速、準確，顯著地提高了基于手勢的人機交互系統的使用舒適度。

技術領域

本發明涉及一種智能識別方法，具體涉及一種面向智能家居場景的多手勢精準分割方法，屬于智能家居領域。

背景技術

手勢分割是指將手勢信息從復雜的圖像背景中分割出來的技術，手勢分割質量(準確性、完整性、冗余性)的好壞對基于手勢的人機交互系統的識別與檢測準確率有著重要的影響。

面向家居場景下的實時手勢分割更為復雜，用戶手勢不僅更為復雜多變，而且易受背景、光照與拍攝角度等因素的影響。在目前的計算機視覺領域內，尚未存在一種能夠自適應的手勢分割算法?，F行的一些具有代表性的手勢分割方法主要依賴于外部設備或者需要對用戶的手部進行特殊處理，但由于其限制了人們活動范圍，同時需要配套的硬件設備，造價及其昂貴等原因，這些技術也很難在實際應用中得到大規模的推廣。

與技術發展相對應的是，當今市場上，具有手勢分割功能的智能家居設備還較為少見，大多數的手勢分割產品僅僅停留在對皮膚的分割上，并不能完全且準確地針對手勢進行分割，分割效果并不理想。并且這些設備大多依靠云端服務器、過于依賴網絡，在沒有網絡的情況下將無法進行工作。

綜上所述，如何在現有技術的基礎上提出一種全新的面向智能家居場景的多手勢精準分割方法，以實現手勢分割技術在智能家居設備上的大規模推廣應用，也就成為了目前業內人士所亟待解決的問題。

發明內容

鑒于現有技術存在上述缺陷，本發明的目的是提出一種面向智能家居場景的多手勢精準分割方法，包括如下步驟：

S1、對手勢圖像Image0進行預處理，得到圖像Image1；

S2、對預處理后的圖像Image1進行膚色分割，得到經過處理后的圖像Image4；

S3、在圖像Image4中構建圖像的最小綁定矩形MBR；

S4、通過非手勢區域排除準則對圖像Image4中的非手勢區域進行排除，獲取手勢圖像Image5；

S5、通過基于手部形狀特征的手臂冗余去除算法對圖像Image5進行處理，完成對手臂冗余的去除。

優選地，S1中所述預處理至少包括：手勢圖像去噪、手勢圖像二值化及形態學處理。

優選地，S2具體包括如下步驟：

S21、將Image1圖像從RGB顏色空間轉換到YCbCr顏色空間，得到圖像Image2，再通過全局固定閾值二值化法對每個像素與閾值進行比較，得到二值化圖像Image3；

S22、使用形態學中的膨脹腐蝕運算對二值化圖像Image3中的孔洞與縫隙進行消除，并使用中值濾波器處理二值化圖像，得到圖像Image4。

優選地，S3具體包括如下步驟：將S2中所獲得到的二值化手勢圖像的輪廓信息存放至列表contours中，并根據坐標信息獲得外接矩形的四個頂點坐標，分別為top_left，top_right，bottom_left與bottom_right。

優選地，S4中所述非手勢區域排除準則，具體包括：

1)外接矩形的面積小于2500時，則認定為非手勢區域，其采集到的圖像尺寸為640*480；