基于視頻的人機交互技術研究論文.doc
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基于視頻的人機交互技術研究論文,約三萬余字摘 要人機交互（human-computer interaction）主要研究人、計算機以及彼此之間互相影響的有關技術。視覺語言（包括手勢和面部表情）作為一種自然的人-人信息交互的輔助方式，具有所見即所得、自然方便等優(yōu)點，因此在新一代“以人為中心”的智能人機交互中得到了廣泛的關注。此次課題就是在這一方面做的一...
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約三萬余字
摘 要
人機交互（Human-Computer Interaction）主要研究人、計算機以及彼此之間互相影響的有關技術。視覺語言（包括手勢和面部表情）作為一種自然的人-人信息交互的輔助方式，具有所見即所得、自然方便等優(yōu)點，因此在新一代“以人為中心”的智能人機交互中得到了廣泛的關注。此次課題就是在這一方面做的一些嘗試和探索，其中選擇了基于手勢的人機交互方式做研究，由于手勢具有多樣復雜性以及時空的差異性，因此，基于視覺的手勢識別是一個極富挑戰(zhàn)性的多學科交叉難題。
手勢一般隱藏了一定的信息，我們需要對手勢進行識別，得到其表達的含義，從而控制人機交互的實施。本文實現(xiàn)了一個利用視頻手勢提取進行人機交互的原型系統(tǒng)，大致可分為四個部分：視頻采集和分離、圖像預處理、手勢提取和識別、人機交互。其中的關鍵部分是手勢的提取和識別，手勢提取需要采用圖像處理的方法，而手勢勢識別采用的則是決策樹的方法，通過對手勢幾何特征的分析和決策來判定手勢類型。
采用以上方法對一段視頻進行實時處理和分析，進而實現(xiàn)人機交互。其中主要的交互功能可以實現(xiàn)，實時性也較好，準確性也較高，不過該方法的魯棒性不是很好，對光照強度較敏感。
關鍵詞：人機交互，手勢識別，圖像處理，幾何特征
Abstract
Human—Computer Interaction(HCI) is the technology of researching the interaction of human and computer, Visual language(gesture and face look) is a assistant human to human mutual method, it has the advantage of so called "what you see is what you get", and the most important is that it's a natural way. in view of these advantage, the researchers has put much focus on this aspect. the paper aims at doing some work on it. I select the item of HCI based on gesture recognition as my target. the gesture recognition is a challenging problem owe to the complexity and variety of gestures.
Generally speaking, The gestures contain some information in them, what we need to do is founding it. in this paper, it mainly involved the analyse of static gesture, and we must find the inherent clue, if we get it, then we can make use of it to control the HCI. in this paper ,the whole project can be separate into four parts: they are capturing and separating the video、image Preprocess、 acquiring and recognising the gesture 、the human computer interaction. the key part is acquiring and recognising the gesture. the gesture capture applys the theory of image processing, while gesture recognition applys the theory of decision-tree.
In the experiment, I acquired the video stream from a usb camera and processed it just as aboved approach. the final result is that it performed as we want. in a word, It’s a real-time system, the delay is in the control, and it has high accuracy too, But the robustness of the method is not very good, and it's much sensitive to light intensity.
KEY WORDS:human-comuter interaction hand gesture recognition
Image processing Geometry features
目 錄
第一章 緒論
1.1 人機交互概述……………………………………………………………… 4
1.2 手勢識別概述……………………………………………………………… 5
1.3 國內外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………… 6
1.4 本論文所做的工作及論文安排…………………………………………… 7
第二章 基于視覺的手勢識別技術基礎
2.1 手勢建?！?. 8
2.2 手勢分割…………………………………………………………………… 11
2.3 手勢分析…………………………………………………………………… 11
2.4 手勢識別…………………………………………………………………… 12
2.5 本章小結…………………………………………………………………… 14
第三章 基于視頻的人機交互設計
3.1 總體框架設計……………………………………………………………… 15
3.2 圖像獲取及預處理………………………………………………………… 16
3.3 手勢提取和識別…………………………………………………………… 23
3.4 人機交互…………………………………………………………………… 28
3.5 本章小結…………………………………………………………………… 29
第四章 方案實現(xiàn)與結果分析
4.1程序運行環(huán)境………………………………………………………………. 30
4.2程序界面設計和主要功能…………………………………………………. 31
4.3程序運行結果以及分析……………………………………………………. 36
4.4本章小結……………………………………………………………………. 37
總結和展望………………………………………………………. 38
致謝………………………………………………………………. 39
參考文獻…………………………………………………………. 40
參考文獻
[1] 董士海．人機交互的進展及面臨的挑戰(zhàn)，計算機輔助設計與圖形學學報 Vol.16,No.1,Jan.2004
[2] 袁景和．用于人機交互的手勢指令識別技術：[博士學位論文]，天津：南開大學，2002.4
[3] 王茂吉．基于視覺的靜態(tài)手勢識別系統(tǒng)：[碩士學位論文]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2006.6
[4] T.Takahashi,F. K. Shino．Hand gesture coding based on experiments using a hand gesture interface device，SIGCHl Bulletin．1991, 23(2):67~73
[5] Davis, M. Shah．Visual gesture recognition. In IEEE Proceeding on Vision-Image Signal Processing.1994, 141(2): 321~332-br..
摘 要
人機交互（Human-Computer Interaction）主要研究人、計算機以及彼此之間互相影響的有關技術。視覺語言（包括手勢和面部表情）作為一種自然的人-人信息交互的輔助方式，具有所見即所得、自然方便等優(yōu)點，因此在新一代“以人為中心”的智能人機交互中得到了廣泛的關注。此次課題就是在這一方面做的一些嘗試和探索，其中選擇了基于手勢的人機交互方式做研究，由于手勢具有多樣復雜性以及時空的差異性，因此，基于視覺的手勢識別是一個極富挑戰(zhàn)性的多學科交叉難題。
手勢一般隱藏了一定的信息，我們需要對手勢進行識別，得到其表達的含義，從而控制人機交互的實施。本文實現(xiàn)了一個利用視頻手勢提取進行人機交互的原型系統(tǒng)，大致可分為四個部分：視頻采集和分離、圖像預處理、手勢提取和識別、人機交互。其中的關鍵部分是手勢的提取和識別，手勢提取需要采用圖像處理的方法，而手勢勢識別采用的則是決策樹的方法，通過對手勢幾何特征的分析和決策來判定手勢類型。
采用以上方法對一段視頻進行實時處理和分析，進而實現(xiàn)人機交互。其中主要的交互功能可以實現(xiàn)，實時性也較好，準確性也較高，不過該方法的魯棒性不是很好，對光照強度較敏感。
關鍵詞：人機交互，手勢識別，圖像處理，幾何特征
Abstract
Human—Computer Interaction(HCI) is the technology of researching the interaction of human and computer, Visual language(gesture and face look) is a assistant human to human mutual method, it has the advantage of so called "what you see is what you get", and the most important is that it's a natural way. in view of these advantage, the researchers has put much focus on this aspect. the paper aims at doing some work on it. I select the item of HCI based on gesture recognition as my target. the gesture recognition is a challenging problem owe to the complexity and variety of gestures.
Generally speaking, The gestures contain some information in them, what we need to do is founding it. in this paper, it mainly involved the analyse of static gesture, and we must find the inherent clue, if we get it, then we can make use of it to control the HCI. in this paper ,the whole project can be separate into four parts: they are capturing and separating the video、image Preprocess、 acquiring and recognising the gesture 、the human computer interaction. the key part is acquiring and recognising the gesture. the gesture capture applys the theory of image processing, while gesture recognition applys the theory of decision-tree.
In the experiment, I acquired the video stream from a usb camera and processed it just as aboved approach. the final result is that it performed as we want. in a word, It’s a real-time system, the delay is in the control, and it has high accuracy too, But the robustness of the method is not very good, and it's much sensitive to light intensity.
KEY WORDS:human-comuter interaction hand gesture recognition
Image processing Geometry features
目 錄
第一章 緒論
1.1 人機交互概述……………………………………………………………… 4
1.2 手勢識別概述……………………………………………………………… 5
1.3 國內外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………… 6
1.4 本論文所做的工作及論文安排…………………………………………… 7
第二章 基于視覺的手勢識別技術基礎
2.1 手勢建?！?. 8
2.2 手勢分割…………………………………………………………………… 11
2.3 手勢分析…………………………………………………………………… 11
2.4 手勢識別…………………………………………………………………… 12
2.5 本章小結…………………………………………………………………… 14
第三章 基于視頻的人機交互設計
3.1 總體框架設計……………………………………………………………… 15
3.2 圖像獲取及預處理………………………………………………………… 16
3.3 手勢提取和識別…………………………………………………………… 23
3.4 人機交互…………………………………………………………………… 28
3.5 本章小結…………………………………………………………………… 29
第四章 方案實現(xiàn)與結果分析
4.1程序運行環(huán)境………………………………………………………………. 30
4.2程序界面設計和主要功能…………………………………………………. 31
4.3程序運行結果以及分析……………………………………………………. 36
4.4本章小結……………………………………………………………………. 37
總結和展望………………………………………………………. 38
致謝………………………………………………………………. 39
參考文獻…………………………………………………………. 40
參考文獻
[1] 董士海．人機交互的進展及面臨的挑戰(zhàn)，計算機輔助設計與圖形學學報 Vol.16,No.1,Jan.2004
[2] 袁景和．用于人機交互的手勢指令識別技術：[博士學位論文]，天津：南開大學，2002.4
[3] 王茂吉．基于視覺的靜態(tài)手勢識別系統(tǒng)：[碩士學位論文]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2006.6
[4] T.Takahashi,F. K. Shino．Hand gesture coding based on experiments using a hand gesture interface device，SIGCHl Bulletin．1991, 23(2):67~73
[5] Davis, M. Shah．Visual gesture recognition. In IEEE Proceeding on Vision-Image Signal Processing.1994, 141(2): 321~332-br..
