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《南京航空航天大学》 2010年
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基于视觉的手势识别及人机交互研究

邬大鹏  
【摘要】:人机交互技术已经从以计算机为中心逐步转移到以用户为中心,手势交互是一种自然、直观、易于学习的人机交互手段,手势交互界面有着广阔的应用前景。近年来,作为手势交互界面的核心技术,基于视觉的手势识别技术已经成为一个研究重点。本文从自然人机交互的角度出发,研究了基于计算机视觉的手势识别算法以及手势识别技术在人机交互中的应用。 本文总结和介绍了现有的手势识别技术,手势识别研究的关键内容以及手势识别技术的发展历史。接着,本文对手势识别涉及的主要技术进行了研究。 首先,讨论了肤色在颜色空间中的分布。经过比较,选择从HSV空间中提取肤色信息并对手势进行分割。之后,利用图像滤波技术对图像进行处理。对于静态手势,通过八连通搜索法计算手势轮廓,并根据手势轮廓的特点,研究了手势特征提取的方法,提出了结构特征、统计特征结合的特征提取方法。对于动态手势,本文讨论了手势跟踪技术,采取Camshift算法对手势进行跟踪,并对算法进行了改进。 在手势识别方面,本文提出了一种分层识别的方法,这是一种根据手势特征值特性设计的识别方法,利用不同特征的差异,简化了识别计算,提高了系统实时性。在动态识别方面,按照自然交互的要求,设计了简单易用的分区域识别法。 最后在Microsoft Visual C++6.0环境下编程实现了实时的手势识别系统,对规定的8种静态手势和4种动态手势进行了很好的识别,并对人机交互方式进行了设计。通过实验验证了本文手势识别算法的有效性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李晓东;基于监控视频的异常行为检测技术研究[D];广东工业大学;2012年
2 韩旭;基于手势识别的嵌入式体感遥控器设计[D];兰州大学;2012年
3 郭峰;基于手势识别的相册浏览器的研究与实现[D];大连理工大学;2012年
4 程小鹏;基于特征提取的手势识别技术研究[D];武汉理工大学;2012年
5 宋先慧;基于变量间关系分析的人手三维跟踪方法研究[D];济南大学;2012年
6 李文杰;基于SOPC的投影—摄像互动系统的研究与设计[D];广东工业大学;2013年
7 王赞超;基于Android平台的视觉手势识别研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 赵书兴;基于单目视觉的双手手势识别技术研究[D];南京师范大学;2013年
9 邱英杰;增强现实中手势与虚拟模型交互研究[D];南京师范大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任海兵,祝远新,徐光,林学,张哓平;基于视觉手势识别的研究—综述[J];电子学报;2000年02期
2 杜友田;陈峰;徐文立;李永彬;;基于视觉的人的运动识别综述[J];电子学报;2007年01期
3 李勇,高文,姚鸿勋;基于颜色手套的中国手指语字母的动静态识别[J];计算机工程与应用;2002年17期
4 刘江华,程君实,陈佳品;基于光流的动态手势识别[J];计算机工程;2002年04期
5 杨小冈,付光远,缪栋,张文君;基于图像NMI特征的目标识别新方法[J];计算机工程;2002年06期
6 童卓,李霆;基于遗传算法的图象不变矩匹配[J];计算机工程与科学;2002年03期
7 王萍;强兆庆;许晋玮;贾惠珍;;基于链码描述的图像图形特征提取[J];计算机应用;2009年08期
8 吴江琴;高文;陈熙霖;;基于数据手套输入的汉语手指字母的识别[J];模式识别与人工智能;1999年01期
9 祝远新,徐光祐,黄浴;基于表观的动态孤立手势识别[J];软件学报;2000年01期
10 彭娟春;顾立忠;苏剑波;;基于Camshift和Kalman滤波的仿人机器人手势跟踪[J];上海交通大学学报;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵春晖;数字形态滤波器理论及其算法研究[D];哈尔滨工业大学;1998年
2 周航;基于计算机视觉的手势识别系统研究[D];北京交通大学;2008年
3 顾立忠;基于表观的手势识别及人机交互研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 何阳清;基于几何特征的手势识别算法研究[D];上海海事大学;2004年
2 郭兴伟;基于视觉的手势识别算法研究[D];上海海事大学;2003年
3 赵娜;手势交互的增强现实应用系统研究与设计[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
4 王茂吉;基于视觉的静态手势识别系统[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 胡文娟;手势驱动编钟演奏技术的研究与系统实现[D];浙江大学;2007年
6 刘志明;基于动态手势识别的人机交互技术研究[D];浙江大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 娄会东;肖强;;基于HDC提取关键点的手势识别算法[J];安阳工学院学报;2007年04期
2 张国翊;胡铮;徐婷;;基于特征提取的缺陷图像分类方法[J];北京工业大学学报;2010年04期
3 张亚新,原魁,杜清秀,邹伟;一种用于手语识别的中国手语分类方法[J];北京科技大学学报;2001年03期
4 张亚新,原魁,杨学良;一种用于手语识别的新型数据手套[J];北京科技大学学报;2001年04期
5 ;A Hand Gesture Recognition Method Based on SVM[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;2010年02期
6 魏佳;;基于条件随机场的动态手势识别技术研究[J];才智;2011年07期
7 李红波;陈安荣;;一种基于SIFT的遮挡目标跟踪算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年02期
8 张毅;张姣;罗元;;基于手势跟踪的智能轮椅控制系统[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年06期
9 欧彦江;;图像的不变矩特征及NMI特征研究[J];成都电子机械高等专科学校学报;2006年02期
10 赵燕燕;王丽荣;;唇读技术及其最新发展研究概述[J];长春大学学报;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;A Novel Auto-Camshift Algorithm Used in Object Tracking[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 李丹;黄有群;;增强现实交互技术的研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
4 郑艳伟;冯志全;杨波;徐涛;;基于矢量边缘分析的手势特征提取算法研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
5 孙超;冯志全;李扬;张明敏;张文杰;潘志庚;;基于手势识别的人机交互综述[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
6 柴秀娟;唐毅力;山世光;陈熙霖;马丙鹏;;融合图像和深度信息的手势跟踪及应用[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
7 朱映映;梁叶;文振焜;;智能视频监控中头部运动跟踪的自适应算法研究[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
8 殷勇辉;;铁谱图象形态学融合方法研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
9 张连山;吴忻生;袁鹏;胡兴刚;;基于视觉的PCB板打孔机运动控制系统的设计与实现[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)[C];2009年
10 王景中;刘凯;;基于图像灰度特征的运动目标跟踪实现[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汤义;智能交通系统中基于视频的行人检测与跟踪方法的研究[D];华南理工大学;2010年
2 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
3 王德鑫;四路摄像头协同多重触控技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
4 崔智英;电视访谈的语体特征研究[D];复旦大学;2011年
5 赵海勇;基于视频流的运动人体行为识别研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 戚玮玮;光照变化条件下中型组足球机器人目标识别与定位方法研究[D];中国海洋大学;2011年
7 赵静;电能质量扰动信号检测与识别算法研究[D];西南交通大学;2011年
8 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年
9 计长安;基于PRIC理论的图像信息技术研究[D];上海交通大学;2006年
10 侯杰;基于视频图像的高大空间建筑火灾探测研究[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
2 陈楠楠;互动音乐桌[D];山东科技大学;2010年
3 时旭;人机交互中视觉目标识别与跟踪算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘萍萍;灾难现场人手部分检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨青;手势识别技术的研究[D];大连理工大学;2010年
6 丁跃;基于手机势识别的通用控制研究[D];湘潭大学;2010年
7 王晓满;监控系统的目标跟踪算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 吴铮;手势驱动的虚拟演奏系统的研究[D];昆明理工大学;2009年
9 赵杰;基于视频监控系统的头部定位和肢体提取研究[D];昆明理工大学;2009年
10 董德毅;基于Mean shift算法的目标跟踪方法研究[D];中南林业科技大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 路凯;李小坚;周金祥;;基于肤色和边缘轮廓检测的手势识别[J];北方工业大学学报;2006年03期
2 丁海洋,阮秋琦;多尺度模型与矩描绘子相结合的手势识别算法[J];北方交通大学学报;2004年02期
3 李宁;须德;傅晓英;袁玲;;结合人体运动特征的行为识别[J];北京交通大学学报;2009年02期
4 林理平;吴平东;黄杰;李建;;电磁跟踪器在立体投影虚拟环境中的注册[J];北京理工大学学报;2009年01期
5 张永强;陈香;王从政;董中飞;左鹏飞;;基于FPGA的实时手势识别系统[J];传感技术学报;2011年11期
6 张文龙,贺申;虚拟现实与数据手套的研究[J];常州工学院学报;2005年05期
7 覃文军;吴成东;赵姝颖;陈硕;;基于傅立叶描述子-BP神经网络的手势识别方法[J];东北大学学报(自然科学版);2009年09期
8 王福生;齐国清;;二值图像中目标物体轮廓的边界跟踪算法[J];大连海事大学学报;2006年01期
9 蔡英凤;王海;张为公;;基于视频的城市快速路交通流检测及车辆行为监控(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2011年02期
10 潘建生;;浅谈手势识别在人机交互中的应用[J];电脑知识与技术;2011年35期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 祝远新;徐光佑;黄浴;林学;俞志和;;一个基于表观的孤立手势识别系统[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 沙亮;基于无标记全手势视觉的人机交互技术[D];清华大学;2010年
2 崔锦实;基于三维模型的关节式物体姿态估计与跟踪方法研究[D];清华大学;2004年
3 冯志全;运动人手的三维跟踪方法研究[D];山东大学;2006年
4 周航;基于计算机视觉的手势识别系统研究[D];北京交通大学;2008年
5 张剑;基于内容的智能视频监控关键技术及在公共安防中的应用研究[D];浙江大学;2007年
6 齐苏敏;序列图像中手势跟踪与识别技术的研究[D];苏州大学;2008年
7 马继勇;手语理解的统计模型研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨青;手势识别技术的研究[D];大连理工大学;2010年
2 李剑飞;基于视觉的实时手势跟踪与识别研究[D];北方工业大学;2011年
3 高净业;增强现实人机交互系统的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
4 狄海进;基于三维视觉的手势跟踪及人机交互中的应用[D];南京大学;2011年
5 段宏湘;序列图像中动态手势跟踪与建模方法研究[D];兰州理工大学;2011年
6 李新颖;复杂背景下表观手势建模方法研究[D];兰州理工大学;2011年
7 王锐煌;基于FPGA的嵌入式视觉检测系统及IP核设计[D];广东工业大学;2011年
8 许婷;基于行为分析的运动人手跟踪方法的研究[D];济南大学;2011年
9 朱德良;基于交互分析的人手三维跟踪方法研究[D];济南大学;2011年
10 许杏;基于隐马尔可夫模型的手势识别研究[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 路凯;李小坚;周金祥;;基于肤色和边缘轮廓检测的手势识别[J];北方工业大学学报;2006年03期
2 王延江,袁保宗;多模态人机交互中基于笔输入的手势识别[J];北方交通大学学报;2001年02期
3 江立;阮秋琦;;基于神经网络的手势识别技术研究[J];北京交通大学学报;2006年05期
4 郑轶;宁汝新;唐承统;上官景昌;;虚拟装配环境中的人机交互技术研究[J];北京理工大学学报;2006年01期
5 李庆,黄成亮;盆地东北部特大暴雨雷达回波分析[J];成都信息工程学院学报;2003年03期
6 陈金都,鹿凯宁,丁润涛;工程图纸噪声滤除的数学形态方法[J];电子测量与仪器学报;1996年01期
7 吴敏金;二值序列的复合顺序滤波[J];电子学报;1986年03期
8 丁晓青;图象形态谱分析方法和物体形状表示[J];电子学报;1989年06期
9 吴敏金;图象形态变换与形态分析[J];电子学报;1990年03期
10 任海兵,祝远新,徐光,林学,张哓平;基于视觉手势识别的研究—综述[J];电子学报;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贺一;禁忌搜索及其并行化研究[D];西南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 殷涛;基于几何矩的手势识别算法[D];上海海事大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘江华,陈佳品,程君实;用于人机交互的静态手势识别系统[J];红外与激光工程;2002年06期
2 王亚利,周又玲;基于弹性图匹配的静态手势识别[J];现代计算机;2004年12期
3 范为;陈香;杨基海;;基于改进型形状上下文描述子的字母手势识别[J];电子技术;2010年07期
4 王雷,王力;基于手势的交互式虚拟环境[J];计算机工程与应用;2002年22期
5 徐燕,怀进鹏,王兆其;手势数据挖掘及挖掘结果的可视化[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年04期
6 刘军;田国会;李荣宽;刘贤锴;;智能空间下基于手势识别的人机交互[J];北京联合大学学报(自然科学版);2010年02期
7 张良国,吴江琴,高文,姚鸿勋;基于Hausdorff距离的手势识别[J];中国图象图形学报;2002年11期
8 周航;阮秋琦;;基于ROI分割和相干映射的裸手字母手势识别[J];通信学报;2007年05期
9 华晶;贾晶;王映龙;;便携式手势识别系统设计[J];微计算机信息;2011年04期
10 潘文平;沈春林;张赵行;邢建芳;;基于动态手势控制的交互式体三维显示[J];光电工程;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙超;冯志全;李扬;张明敏;张文杰;潘志庚;;基于手势识别的人机交互综述[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
2 陈文;夏晓;王晓东;;基于优化DTW算法的智能终端手势识别[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
3 杨青;陈喆;;一种用于手势识别系统的指尖检侧方法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
4 张凯;余新国;;基于Kinect开发用于幼儿教育的手势识别[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
5 吴昀蓁;王祎;樊新;王立功;;基于单目视觉的手势识别跟踪算法研究与实现[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
6 杨筱林;姚鸿勋;;一种新的手势建模方法及其在手势识别中的应用[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
7 祝远新;徐光佑;黄浴;林学;俞志和;;一个基于表观的孤立手势识别系统[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
8 施教芳;赵鹤鸣;;基于节点对BP网络的数据手套手势识别[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
9 王新宇;孙冠;韩冬;张婷;;基于一种改进神经网络的数据手套手势识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 耿磊;吴晓娟;彭彰;;基于方向直方图和神经网络的手势识别[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 肖思思;TCL新型数字家电可进行手势识别[N];中国税务报;2007年
2 实习生 刘刚;机器人何时走入寻常百姓家?[N];科技日报;2009年
3 电脑商报记者 张林才;JDSU推动人机交互革命[N];电脑商报;2010年
4 马田;明天移动生活——手机万能化[N];市场报;2006年
5 清水;用户界面走向下一代[N];计算机世界;2004年
6 马田;未来手机的能耐越来越大[N];大众科技报;2007年
7 李金良;打手势实现遥控 遥控器时代即将终结[N];民营经济报;2008年
8 温雪晨 编译;别让科技俘虏你[N];计算机世界;2010年
9 本报记者 孟祥初;让移动应用更“有趣”[N];通信产业报;2010年
10 本报记者 陈丹;把每个工人都变成工程师[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张凯;融合深度数据的人机交互手势识别研究[D];华中师范大学;2013年
2 赵章琰;表面肌电信号检测和处理中若干关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 曹雏清;面向多方式人际交互的肢体动作识别研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 齐苏敏;序列图像中手势跟踪与识别技术的研究[D];苏州大学;2008年
5 冯志全;运动人手的三维跟踪方法研究[D];山东大学;2006年
6 丁展;基于手绘的交互方式与三维建模研究[D];浙江大学;2008年
7 周航;基于计算机视觉的手势识别系统研究[D];北京交通大学;2008年
8 杨端端;手写虚拟汉字识别研究及其在多通道短信交互系统中的应用[D];华南理工大学;2007年
9 方贵盛;面向概念表达的计算机辅助草绘设计关键技术研究[D];浙江大学;2007年
10 顾立忠;基于表观的手势识别及人机交互研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邬大鹏;基于视觉的手势识别及人机交互研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 王冉冉;基于视觉的手势识别在智能电视上的应用研究[D];中国海洋大学;2013年
3 黄璐;面向交互的手势识别研究[D];华中师范大学;2011年
4 王兴华;智能教室手势识别算法研究及交互原型系统设计[D];西安电子科技大学;2009年
5 张宝运;单目视觉伺服的手势识别与人机交互研究[D];南京师范大学;2011年
6 张建忠;基于概率矩阵模型的手势识别研究[D];燕山大学;2013年
7 高静雅;人机交互中的手势识别技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 杜钊君;基于体感传感器的手势识别及人机交互系统研究[D];武汉科技大学;2013年
9 陈文;基于加速度传感器的智能终端手势识别关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 张慧灵;基于视觉的实时手势识别系统研究与开发[D];安徽大学;2013年
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