[發(fā)明專利]一種基于環(huán)境光的手勢識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910318447.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110046585A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王柱;於志文;胡千紅;郭斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 西安利澤明知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

本發(fā)明提供一種基于環(huán)境光的手勢識別方法，對采集到的電信號進行濾波處理，去掉電信號中高頻噪，然后再進行標準化，去除不同環(huán)境光和手運動的位置高低帶來的影響；基于濾波后的電信號，將其映射成一個像素矩陣,用來區(qū)分平滑手勢與數(shù)字手勢；對于平滑手勢，利用時間規(guī)則來對平滑手勢進行識別獲取結(jié)果；對于數(shù)字手勢，利用自適應(yīng)上下閾值的方式來對數(shù)字手勢和環(huán)境噪聲進行檢測，得到手勢的發(fā)生點和結(jié)束點；利用基于動態(tài)時間規(guī)劃(DTW)算法的KNN分類器對波形進行匹配分類，得出手勢的識別結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手勢識別分析處理領(lǐng)域，尤其涉及基于可見光電信號分析處理的手勢識別方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著傳感器技術(shù)的不斷改進與發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在使人們迎來萬物互聯(lián)的時代。在這個時代人們的生活達到前所未有的便利，自然而然的人機交互方式則變得非常的重要。手勢識別技術(shù)目前已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，想象一下，在一個智能家居中，手一揮就可以讓家用設(shè)備明白我們的意圖，在辦公室，滑動手掌就可以瀏覽網(wǎng)頁、演示文稿。事實上，手勢識別技術(shù)使得過去科幻電影中用手勢隔空操控屏幕的畫面正逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。目前手勢識別有很多的方法，如wifi-based、sound-based Wearable-based等。Wifi-based需要專用的無線設(shè)備發(fā)射端以及接收端，雖然這種技術(shù)目前研究比較多利用wifi CSI來進行手勢識別以及定位等工作，但是無線設(shè)備現(xiàn)在并沒有完完全全的普及而且在某些保密場所是不允許無線設(shè)別的存在，所以這種方式帶有局限性。Sound-based使用的是高頻音頻，他對嬰兒和寵物的生長健康存在隱患并且對噪聲敏感。Wearable-based可穿戴設(shè)備需要佩戴額外的傳感器且這些傳感器也要消耗能量，非常的不方便。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上缺陷，本發(fā)明提出了使用可見光這種無處不在的信號來進行手勢識別的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于環(huán)境光的手勢識別方法，包括以下步驟：

S1：對采集到的電信號進行濾波處理，去掉電信號中高頻噪，然后再進行標準化，去除不同環(huán)境光和手運動的位置高低帶來的影響；

S2：基于濾波后的電信號，將其映射成一個像素矩陣,用來區(qū)分平滑手勢與數(shù)字手勢；

S3：對于平滑手勢，利用時間規(guī)則來對平滑手勢進行識別獲取結(jié)果；

S4：對于數(shù)字手勢，利用自適應(yīng)上下閾值的方式來對數(shù)字手勢和環(huán)境噪聲進行檢測，得到手勢的發(fā)生點和結(jié)束點；利用基于動態(tài)時間規(guī)劃(DTW)算法的KNN分類器對波形進行匹配分類，得出手勢的識別結(jié)果。

進一步地，一種基于環(huán)境光的手勢識別方法，所述滑動手勢是簡單手勢只有一個方向，在圖像上呈現(xiàn)的亮點全部集中在幾乎一條線上只有一次變化；所述數(shù)字手勢由簡單手勢組成有多個方向，在圖像上呈現(xiàn)的亮點則是混亂且存在2次以上或更多的變化。

進一步地，一種基于環(huán)境光的手勢識別方法，所述S4中自適應(yīng)上下閾值的方式來將數(shù)字手勢從環(huán)境噪聲進行檢測出來，具體公式為：

MA(j)＝M(|xj(i)-M(xj)|)j＝{1,2,3,4.....12} (1)

其中Xj指的是第j個傳感器的時間序列,xj(i)指的是第j個傳感器的第i個值，M指的是中位數(shù)，MA(j)指的是每個傳感器的波動范圍；

上閾值＝M(xj)+MA(j) (2)

下閾值＝M(xj)-MA(j) (3)。