基于压缩感知的实时手势检测和跟踪算法

基于计算机视觉的实时手势检测与跟踪算法是人机交互领域的一项关键技术,传统的手势检测与跟踪算法将检测和跟踪分成两个独立的模块进行,检测与跟踪结果受手势姿态变化、目标遮挡、运动模糊以及外界环境干扰等因素的影响。提出了一种基于压缩感知的实时手势检测和跟踪算法,将基于检测得到的手势信息与基于压缩感知跟踪算法得到的目标信息进行有效融合,从而实现有效的手势检测与跟踪,与传统算法相比,该算法能实现手势跟踪自动初始化和跟踪错误后自我恢复功能。实验结果表明,提出的算法能对手势运动进行快速、连续、准确的识别,满足人机交互的要求。     

一种肤色干扰下的变形手势跟踪方法

介绍了一种基于单目视觉的肤色干扰下的变形手势跟踪方法。根据跟踪过程中所用到的基本手势特征,提出了一种基于PGH(成对几何直方图)的静态手势识别方法。为了解决跟踪过程中的肤色干扰问题,实现了基于Kalman滤波器的手势预测跟踪。为了解决跟踪过程中的初始化问题,提出了一种基于层次结构的跟踪初始化解决方案。实验结果表明,该方法能够在肤色干扰的情况下有效地对变形手势进行跟踪,并能够满足基于视觉的实时人机交互的要求。     

基于RGB-D摄像头的实时手指跟踪与手势识别

近些年,基于视觉的手部跟踪与手势识别一直是人机交互和计算机视觉等领域的研究热点。传统方法主要是使用单目或多目RGB摄像头等设备获得手部位置、方向等信息,但RGB摄像头易受到复杂背景、光照变化、纹理的限制,导致其准确性、实时性和鲁棒性都较差。随着可获得场景深度信息的家用RGB-Depth(RGB-D)摄像头的发展和上市,可以利用深度信息较好地克服上述环境问题。首先定义了一个基于RGB-D摄像头的3D交互空间,根据深度信息将手部区域从复杂背景、多变的光照条件下进行分割;然后提出了一种基于深度摄像头的手指识别和跟踪方法,该方法基于手部轮廓对人手及手指进行识别和跟踪;最后通过对手指位置和轨迹的跟踪进行手势识别,从而实现人机交互。对提出的方法进行的实验验证了它的准确性、实时性和鲁棒性。     

基于手势识别的人机交互技术

文章将现有人机交互方法与基于计算机视觉交互方法进行了对比,列举了该交互技术的优点及可行性,并提出了一种利用摄像头采集手势进行人机界面交互的方法,研究了并进一步实现了基于图像的手势分析、识别等关键技术.通过一系列实验结果表明,基于文中技术实现的一套系统能够实时地跟踪手的运动,并识别出手势结果,实现实时的人机手势交互.     

基于时空上下文的手势跟踪与识别

针对复杂背景下手势运动过程中出现的手势形态变化、遮挡、光照变化等问题,提出了一种基于时空上下文的手势跟踪与识别方法。使用机器学习方法离线训练手势样本分类器,实现对手势的检测和定位;利用时空上下文跟踪算法对动态手势进行跟踪,同时为了避免跟踪过程中出现的漂移、目标丢失等情况,使用手势检测算法对手势位置信息进行实时校准;根据手势运动轨迹对手势运动进行跟踪与识别。实验表明,提出的方法可以实现对手势运动快速、准确、连续识别,满足人机交互的要求。     

基于多点手势识别的人机交互技术框架

提出了一种基于机器视觉的多点手势识别方法及其人机交互技术框架。指尖跟踪和手势识别服务程序通过一个普通的摄像机捕获用户手的运动,对多个指尖目标进行实时检测和跟踪,在指尖跟踪结果基础上利用BP神经网络实现多点手势识别,并根据指尖跟踪和手势识别结果构造相应的消息(包括低级指点消息和高级手势消息)发送给客户端应用程序,客户端响应消息并进行相应的处理。该框架可以帮助开发人员的在应用程序中增加类似iPhone多点触摸控制的多点手势识别控制功能,实现更加自然的人机交互,提高用户操作体验。     

基于视频的手写数字识别

随着计算机技术的不断发展,视频跟踪技术越来越成为计算机领域中研究的热点。视频跟踪技术的研究涉及范围很多,包括视频图像处理、模式识别以及人工智能等,具有较强的研究价值。手势检测识别技术作为一种基于计算机视觉的新型人机交互方式,是其中备受瞩目的研究和应用技术之一。文章采用一种简单高效的颜色直方图对目标(红色手指)进行主色定位,并在图像序列中进行目标区域提取,得到运动轨迹,进行手写数字识别。最后利用八段视频验证了该方法的简单高效,并能成功进行实时跟踪与识别。     

基于视线跟踪和手势识别的人机交互

提出一种新的基于视线跟踪和手势识别的交互方式用于远距离操作计算机。系统通过摄像头采集用户的图像,利用图像识别算法检测人眼和手指的位置,由人眼和指尖的连线确定用户指向屏幕的位置,通过判别用户手势的变化实现各种操作,达到人机交互的目的。实验结果表明,该交互方式可以较好地定位屏幕和判断用户的操作,实现自然、友好的远距离人机交互。     

适用于机器人视觉的手势识别系统

手势是一种高效的人机交互和设备控制的方式,基于视觉的手势识别是人机交互、模式识别等领域的一个富有挑战性的研究课题。文章提出并实现了一个可用于与机器人交互的静态手势检测和识别系统。该系统用摇动检测的方法定位人手;用基于现场采样得到的肤色模型进行手的分割;用简化并改进的CAMSHIFT算法对手势进行跟踪;最后用模式识别的方法提取简单特征进行识别。实验证明,该系统快速、稳定而有效。     

基于机器视觉的动态多点手势识别方法

提出了一种高效的基于HSV颜色空间的多目标检测跟踪方法,实现通过摄像机实时检测跟踪多个指尖目标;定义了一套基于指尖运动轨迹的动态手势模型,并提出了动态手势识别方法;对于两点动态手势,通过BP神经网络进行手势学习和手势识别,而对于模拟鼠标手势和四点动态手势,利用指尖之间相互位置关系进行手势识别.测试结果表明,该方法能够快速、准确的跟踪多个运动的指尖目标并进行动态多点手势识别.     

Optimizing Heuristic Evaluation Process in E-Commerce: Use of the Taguchi Method

This article proposes a 3-dimensional (3D) vision-based ambient user interface as an interaction metaphor that exploits a user's personal space and its dynamic gestures. In human-computer interaction, to provide natural interactions with a system, a user interface should not be a bulky or complicated device. In this regard, the proposed ambient user interface utilizes an invisible personal space to remove cumbersome devices where the invisible personal space is virtually augmented through exploiting 3D vision techniques. For natural interactions with the user's dynamic gestures, the user of interest is extracted from the image sequences by the proposed user segmentation method. This method can retrieve 3D information from the segmented user image through 3D vision techniques and a multiview camera. With the retrieved 3D information of the user, a set of 3D boxes (SpaceSensor) can be constructed and augmented around the user; then the user can interact with the system by touching the augmented SpaceSensor. In the user's dynamic gesture tracking, the computational complexity of SpaceSensor is relatively lower than that of conventional 2-dimensional vision-based gesture tracking techniques, because the touched positions of SpaceSensor are tracked. According to the experimental results, the proposed ambient user interface can be applied to various systems that require real-time user's dynamic gestures for their interactions both in real and virtual environments.     

Visual interpretation of hand gestures for human-computerinteraction: a review

The use of hand gestures provides an attractive alternative to cumbersome interface devices for human-computer interaction (HCI). In particular, visual interpretation of hand gestures can help in achieving the ease and naturalness desired for HCI. This has motivated a very active research area concerned with computer vision-based analysis and interpretation of hand gestures. We survey the literature on visual interpretation of hand gestures in the context of its role in HCI. This discussion is organized on the basis of the method used for modeling, analyzing, and recognizing gestures. Important differences in the gesture interpretation approaches arise depending on whether a 3D model of the human hand or an image appearance model of the human hand is used. 3D hand models offer a way of more elaborate modeling of hand gestures but lead to computational hurdles that have not been overcome given the real-time requirements of HCI. Appearance-based models lead to computationally efficient “purposive” approaches that work well under constrained situations but seem to lack the generality desirable for HCI. We also discuss implemented gestural systems as well as other potential applications of vision-based gesture recognition. Although the current progress is encouraging, further theoretical as well as computational advances are needed before gestures can be widely used for HCI. We discuss directions of future research in gesture recognition, including its integration with other natural modes of human-computer interaction     

基于Kinect的手势跟踪概述

综述了当前基于Kinect手势跟踪的几种代表性方法:基于轮廓和特征匹配运动目标跟踪算法、均值漂移跟踪算法、连续自适应均值漂移跟踪算法、卡尔曼滤波跟踪算法以及粒子滤波跟踪算法,分析其特点及相互关系,详细探讨了各方法的优缺点.最后对手势跟踪发展趋势作出了展望.     

基于手势识别的人机交互发展研究

近年来手势识别技术的快速发展,基于手势识别技术的人机交互应用系统的建立使得人机交互的发展前景广阔.从手形、手势和手形手势的建模出发,介绍了模板匹配、特征提取、神经网络和隐马尔可夫模型4种手势识别的方法,并且综述了基于手势识别技术人机交互的发展,详细介绍了3类人机交互系统：漫游型系统、编辑型系统和操作型系统.     

基于视觉的多特征手势识别

手势是一种自然直观的交互方式,基于视觉的手势识别是实现新一代人机交互的关键技术。本文在已有的手势识别技术基础上,从手势分割及手势表示两方面着手,提出了一种单目视觉下的手势识别方法。利用颜色特征检测肤色区域,成功分割出人手;利用人手的轮廓及凸缺陷检测指尖,再利用指尖的数目和方位来表示一个手势,进而结合轮廓长度和面积等几何特征完成手势识别。传统的指尖检测方法需要遍历并扫描手掌外轮廓,计算量大,本文通过凸缺陷检测指尖,减少了计算量,提高了指尖检测的速度。实验结果表明,本文的方法具有很好的鲁棒性及实时性,能适应环境的变化。     

基于区域的手指三维运动跟踪

提出了基于区域的多连接体(手指)的三维运动跟踪算法.该算法首先用多约束融合的方法以及手指的运动特性,得到初始帧手指的三维结构;然后根据刚性多连接体的运动模型以及相应的姿势约束模型,给出了这一特殊运动模型三维运动估计的优化算法,此算法能够鲁棒地估计手指的三维运动;最后利用区域跟踪的方法获取多连接体三维运动,并在真实的手指序列图象中实现了该算法.实验结果证实了该算法的有效性.     

基于用户行为分析的手势跟踪方法

人手结构的高维性而导致粒子滤波跟踪方法中采样数目非常庞大,是实现运动人手的实时性跟踪研究的主要障碍之一.以降低粒子数目为目标,以行为分析和建模为切入点,提出一种手势跟踪方法.首先分析操作者在手势操作过程中的行为特征,建立人手运动的动态模型;其次,研究动态模型的基本特征,并给出一种描述方法;然后,建立人手运动的时段模型,分析了手势状态的时间-空间关系.在此基础上,提出了状态变量微观结构的概念,重点给出了基于状态变量微观结构的手势跟踪算法;最后,设计和完成了实验,并与相关参考文献方法的实验结果进行对比.结果表明,采用该算法,用少量粒子就可以得到比较精确的跟踪结果.提出的核心算法已经用于一个基于自然手势交互的三维虚拟装配原型系统.     

航天员虚拟交互操作训练多体感融合驱动方法研究

针对航天员虚拟训练中的人机自然交互问题,基于体态/手势识别和人体运动特性, 提出一种多通道数据融合的虚拟驱动与交互方法。结合Kinect 设备能够完整识别人体姿态特点 及LeapMotion 设备能精确识别手势姿态的优势,提出了基于判断的数据传递方法,在人体关节 识别的基础上对手部关节进行识别与数据处理计算,采用多通道体感识别融合方法将二者结合, 并进行了实验。结果表明,通过采用LeapMotion 和Kinect 对手部识别的判别,当手势在 LeapMotion 识别范围内,能够在实现人体体感识别的基础上增加较为精确的手势识别。此方法 成功实现了人体姿态识别和手势精确识别的结合,可应用于航天员虚拟训练中的人机自然交互 中去。