[發明專利]一種手勢識別方法及手勢識別裝置

有效

• 申請號: 202010108054.5
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111309149B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 睢丙東;張湃;王曉君
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06V40/10;G06T7/62
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 秦敏華

1.一種手勢識別方法，其特征在于，包括：

獲取手部圖像，其中，所述手部圖像包括手指子區域和手掌子區域；

確定所述手部圖像中的手掌中心、指尖個數以及各指尖之間的夾角，其中，所述手掌中心為所述手掌子區域的中心點；

以所述手掌中心為圓心，基于初始半徑和二分法確定目標同心圓；其中，所述初始半徑為目標區域的最小外接正方形的邊長與預設的第一控制閾值的乘積，所述目標同心圓覆蓋所述目標區域內的所有像素點且與所述手指子區域只有一個交點；所述目標區域為所述手指子區域和所述手掌子區域的并集區域；

將所述手掌中心指向所述目標同心圓與所述手指子區域的交點的方向確定為手勢主方向；

基于組合特征進行手勢識別并輸出所述手勢識別的結果，其中，所述組合特征包括所述手勢主方向、所述指尖個數以及所述各指尖之間的夾角；

獲取所述指尖個數包括：獲取所述手部圖像中的手部邊緣輪廓；基于所述手部邊緣輪廓獲得手掌子區域的邊緣輪廓；基于所述手掌子區域的邊緣輪廓上各像素點確定所述手掌中心；

獲取所述手部圖像中所述目標區域的最小外接正方形；將所述目標區域的最小外接正方形中的圖像縮放至預設尺寸，獲得標準化圖像，其中，所述標準化圖像為尺寸標準化后的手部圖像；

從所述標準化圖像中的手部邊緣輪廓上選取一點作為第一起始點a₁，基于所述第一起始點a₁，順時針確定所述標準化圖像中的手部邊緣輪廓上各點a₁,a₂,...,a_n；其中n為預設的輪廓點數閾值；

計算所述a₁,a₂,...,a_n到所述標準化圖像手掌中心的距離和平均距離，獲得第二起始點b₁；其中，所述第二起始點b₁為所述a₁,a₂,...,a_n中到所述標準化圖像中手掌中心的距離小于所述平均距離的一點；

以所述第二起始點b₁為新的起始點，順時針方向重新確定所述標準化圖像手部邊緣輪廓上的各點b₁,b₂,...,b_n；

基于所述標準化圖像中手部邊緣輪廓上的各點b₁,b₂,...,b_n到所述手掌中心的距離重繪手部的邊緣輪廓，獲得重排手部輪廓圖像；

根據所述重排手部輪廓圖像的波峰個數，獲得所述指尖個數。

2.如權利要求1所述的手勢識別方法，其特征在于，所述獲取手部圖像包括：

獲取包括手部區域和背景區域的紅外圖像；

將所述紅外圖像轉換為灰度圖像；

基于大津算法和所述灰度圖像中各個像素點的灰度值，計算二值化閾值；

基于所述二值化閾值對所述灰度圖像進行二值化處理，獲得所述手部圖像。

3.如權利要求1所述的手勢識別方法，其特征在于，所述基于所述手部邊緣輪廓獲得手掌子區域的邊緣輪廓包括：

依次連接所述手部邊緣輪廓上所有目標邊緣點，獲得所述手掌子區域的邊緣輪廓；

其中，所述目標邊緣點為目標邊緣圓的圓心，所述目標邊緣圓的半徑為所述目標區域的最小外接正方形的邊長和預設的第三控制閾值的乘積，且，所述目標邊緣圓與所述手指子區域的交集大于預設的第二控制閾值與所述目標邊緣圓面積的乘積。

4.如權利要求1所述的手勢識別方法，其特征在于，在獲得所述指尖個數之后，所述手勢識別方法還包括：

基于所述重排手部輪廓圖像中的波峰坐標，確定各指尖坐標；

基于所述各指尖坐標以及所述手掌中心的坐標，確定各指尖之間的夾角。