基于Kinect深度圖像的互動投影系統(tǒng)及其濾波算法研究
發(fā)布時間:2021-04-18 02:14
基于機(jī)器視覺的大屏幕人機(jī)交互式設(shè)備已被廣泛地運(yùn)用在教學(xué)互動、商業(yè)廣告、報告展廳、游戲娛樂等各種場合,帶來了巨大的商業(yè)價值和社會價值。但是,由于大屏幕人機(jī)交互技術(shù)興起較晚,研究還不夠成熟,目前已經(jīng)投入使用的各類大屏幕人機(jī)交互設(shè)備仍存在著諸多不足。例如,常見的基于激光傳感器探測定位的人機(jī)互動系統(tǒng)雖然精確度高,但是硬件設(shè)備成本高昂,系統(tǒng)龐大而且不靈活;基于Kinect深度傳感器的人機(jī)交互系統(tǒng),憑借其價格低廉,輕巧便攜,易于推廣的特點(diǎn),已經(jīng)成為大屏幕人機(jī)互動系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢,然而由于Kinect硬件本身并不精密,采集的深度圖像含有大量噪聲,導(dǎo)致系統(tǒng)定位不夠精確。針對上述問題,本課題致力于研究一款新型便捷、價格低廉、定位精準(zhǔn)的任意墻面互動投影系統(tǒng)。在全面考察研究了國內(nèi)外互動投影技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎(chǔ)上,自主設(shè)計(jì)并搭建了一個基于Kinect深度圖像的大屏幕互動投影系統(tǒng),然后分別在圖像預(yù)處理階段和互動跟蹤階段提出了隨機(jī)切換濾波算法和多信息融合的跟蹤濾波算法,最后借助VENTUZ三維編輯軟件將改進(jìn)算法在系統(tǒng)平臺上實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了算法的實(shí)際應(yīng)用。歸結(jié)起來,本課題的貢獻(xiàn)主要有以下幾方面:(a)自主搭建了...
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
各類投影系統(tǒng)
線傳遞到計(jì)算機(jī)中,計(jì)算機(jī)上主開發(fā)的互動控制軟件Surfit運(yùn)行后將識別內(nèi)容上傳至應(yīng)用層,觸發(fā)相關(guān)事件以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成,系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2.1所示:圖2.1 人機(jī)互動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖硬件模塊所要實(shí)現(xiàn)的具體功能如下:結(jié)合自主研發(fā)的人機(jī)互動軟件平臺,設(shè)計(jì)一套基于任意墻面的互動投影系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以捕獲參與者的動作,體感傳感器接收動作信息后傳遞給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)處理后通過投影儀投射在墻面上,實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動。主要由控制主機(jī)、Kinect體感傳感器、投影設(shè)備等硬件組成。1) 控制主機(jī):主要用來接收Kinect傳感器傳遞的信號,經(jīng)過軟件處理后,輸出到屏幕上。性能較高的臺式機(jī)或筆記本電腦均可,本系統(tǒng)采用聯(lián)想臺式機(jī),CPU處理器為Inter(R) Cor(TM)i7-3470,主頻3.7G Hz,AMD獨(dú)立顯卡
圖2.2 Kinect外觀圖器:發(fā)射近紅外光譜,到達(dá)粗糙物體表面或者穿透毛玻璃機(jī)反射斑點(diǎn),這些“散斑”能夠被紅外攝像頭讀取。頭接收紅外線光譜,創(chuàng)建視線范圍內(nèi)的人物的深度圖,,最大幀率為30fps。頭用來拍攝視線范圍的彩色圖像和視頻,最大分辨率也是30fps。列:內(nèi)置的四個朝下的麥克風(fēng)用來獲取語音指令并濾除噪:底座裝有一組塑料齒輪馬達(dá)驅(qū)動器和空間感知器,能夠編程控制來獲得較佳的觀察位置。:兩塊電路板裝有核心芯片Prime Sense PS1080用來處理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮隨機(jī)量測時滯和同步相關(guān)噪聲的改進(jìn)高斯濾波算法[J]. 于浛,張秀杰,陳建偉,宋申民,李鵬. 控制理論與應(yīng)用. 2016(02)
[2]人機(jī)交互中的人體目標(biāo)跟蹤算法[J]. 張鐵,馬瓊雄. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[3]虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)綜述[J]. 周忠,周頤,肖江劍. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(02)
[4]基于Kalman預(yù)測器的改進(jìn)的CAMShift目標(biāo)跟蹤[J]. 閆鈞華,陳少華,艾淑芳,李大雷,段賀. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(04)
[5]圖像去噪的混合濾波方法[J]. 項(xiàng)力領(lǐng),劉智,齊冀,楊陽. 吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(03)
[6]自適應(yīng)的有效非局部圖像濾波[J]. 許光宇,檀結(jié)慶,鐘金琴. 中國圖象圖形學(xué)報. 2012(04)
[7]Adaptive tracking H-infinity control for switched nonlinear systems with unknown control gain sign[J]. Lei YU 1, Shumin FEI 2, Hairong ZHU 2, Xun LI 2 1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215021, China; 2.School of Automation, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China. Journal of Control Theory and Applications. 2011(04)
[8]一種高效快速的高密度椒鹽噪聲消除算法[J]. 呂宗偉,唐治德,周林,張謙,林立森. 電子學(xué)報. 2011(08)
[9]全息投影技術(shù)研究[J]. 王緒言. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011(08)
[10]Mean shift方法在圖像處理中的研究與應(yīng)用[J]. 陳兆學(xué),趙曉靜,聶生東. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2010(06)
博士論文
[1]幾類切換系統(tǒng)的異步控制[D]. 高娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]復(fù)雜動態(tài)場景中運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤算法研究[D]. 鐘必能.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于視覺的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李曉曉.南京理工大學(xué) 2017
[2]基于激光傳感器探測定位的人機(jī)互動系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[D]. 朱云龍.蘇州大學(xué) 2016
[3]基于Kinect深度信息的手勢識別研究[D]. 賀芳姿.華中科技大學(xué) 2015
[4]基于Ventuz的人機(jī)交互研究與應(yīng)用[D]. 李淑偉.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[5]MOM關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 萬敏.南京郵電大學(xué) 2011
[6]圖像處理的中值濾波算法優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D]. 宋洋.北京郵電大學(xué) 2011
[7]基于圖像識別的大屏幕人機(jī)交互系統(tǒng)研究[D]. 李志.安徽大學(xué) 2010
[8]基于互動投影的游戲開發(fā)平臺[D]. 吳明生.浙江大學(xué) 2008
本文編號:3144595
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
各類投影系統(tǒng)
線傳遞到計(jì)算機(jī)中,計(jì)算機(jī)上主開發(fā)的互動控制軟件Surfit運(yùn)行后將識別內(nèi)容上傳至應(yīng)用層,觸發(fā)相關(guān)事件以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成,系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2.1所示:圖2.1 人機(jī)互動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖硬件模塊所要實(shí)現(xiàn)的具體功能如下:結(jié)合自主研發(fā)的人機(jī)互動軟件平臺,設(shè)計(jì)一套基于任意墻面的互動投影系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以捕獲參與者的動作,體感傳感器接收動作信息后傳遞給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)處理后通過投影儀投射在墻面上,實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動。主要由控制主機(jī)、Kinect體感傳感器、投影設(shè)備等硬件組成。1) 控制主機(jī):主要用來接收Kinect傳感器傳遞的信號,經(jīng)過軟件處理后,輸出到屏幕上。性能較高的臺式機(jī)或筆記本電腦均可,本系統(tǒng)采用聯(lián)想臺式機(jī),CPU處理器為Inter(R) Cor(TM)i7-3470,主頻3.7G Hz,AMD獨(dú)立顯卡
圖2.2 Kinect外觀圖器:發(fā)射近紅外光譜,到達(dá)粗糙物體表面或者穿透毛玻璃機(jī)反射斑點(diǎn),這些“散斑”能夠被紅外攝像頭讀取。頭接收紅外線光譜,創(chuàng)建視線范圍內(nèi)的人物的深度圖,,最大幀率為30fps。頭用來拍攝視線范圍的彩色圖像和視頻,最大分辨率也是30fps。列:內(nèi)置的四個朝下的麥克風(fēng)用來獲取語音指令并濾除噪:底座裝有一組塑料齒輪馬達(dá)驅(qū)動器和空間感知器,能夠編程控制來獲得較佳的觀察位置。:兩塊電路板裝有核心芯片Prime Sense PS1080用來處理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮隨機(jī)量測時滯和同步相關(guān)噪聲的改進(jìn)高斯濾波算法[J]. 于浛,張秀杰,陳建偉,宋申民,李鵬. 控制理論與應(yīng)用. 2016(02)
[2]人機(jī)交互中的人體目標(biāo)跟蹤算法[J]. 張鐵,馬瓊雄. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[3]虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)綜述[J]. 周忠,周頤,肖江劍. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(02)
[4]基于Kalman預(yù)測器的改進(jìn)的CAMShift目標(biāo)跟蹤[J]. 閆鈞華,陳少華,艾淑芳,李大雷,段賀. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(04)
[5]圖像去噪的混合濾波方法[J]. 項(xiàng)力領(lǐng),劉智,齊冀,楊陽. 吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(03)
[6]自適應(yīng)的有效非局部圖像濾波[J]. 許光宇,檀結(jié)慶,鐘金琴. 中國圖象圖形學(xué)報. 2012(04)
[7]Adaptive tracking H-infinity control for switched nonlinear systems with unknown control gain sign[J]. Lei YU 1, Shumin FEI 2, Hairong ZHU 2, Xun LI 2 1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215021, China; 2.School of Automation, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China. Journal of Control Theory and Applications. 2011(04)
[8]一種高效快速的高密度椒鹽噪聲消除算法[J]. 呂宗偉,唐治德,周林,張謙,林立森. 電子學(xué)報. 2011(08)
[9]全息投影技術(shù)研究[J]. 王緒言. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2011(08)
[10]Mean shift方法在圖像處理中的研究與應(yīng)用[J]. 陳兆學(xué),趙曉靜,聶生東. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2010(06)
博士論文
[1]幾類切換系統(tǒng)的異步控制[D]. 高娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]復(fù)雜動態(tài)場景中運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤算法研究[D]. 鐘必能.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于視覺的運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李曉曉.南京理工大學(xué) 2017
[2]基于激光傳感器探測定位的人機(jī)互動系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[D]. 朱云龍.蘇州大學(xué) 2016
[3]基于Kinect深度信息的手勢識別研究[D]. 賀芳姿.華中科技大學(xué) 2015
[4]基于Ventuz的人機(jī)交互研究與應(yīng)用[D]. 李淑偉.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[5]MOM關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 萬敏.南京郵電大學(xué) 2011
[6]圖像處理的中值濾波算法優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D]. 宋洋.北京郵電大學(xué) 2011
[7]基于圖像識別的大屏幕人機(jī)交互系統(tǒng)研究[D]. 李志.安徽大學(xué) 2010
[8]基于互動投影的游戲開發(fā)平臺[D]. 吳明生.浙江大學(xué) 2008
本文編號:3144595
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