【摘要】：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,人機(jī)交互正在從傳統(tǒng)基于物理外設(shè)的模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)直接交互的虛擬模式。本文就從人機(jī)交互中最常見(jiàn)的鍵盤(pán)接口出發(fā),研究適合室內(nèi)場(chǎng)景下使用的利用單個(gè)RGB攝像頭作為輸入的虛擬鍵盤(pán)系統(tǒng)。但當(dāng)前,基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的諸多人機(jī)交互虛擬應(yīng)用在手部區(qū)域識(shí)別準(zhǔn)確率、指尖點(diǎn)提取精度、對(duì)背景環(huán)境魯棒性、用戶易用性等方面仍有進(jìn)一步完善的空間。因此,研究一套完整的、高精度的、貼近用戶日常使用習(xí)慣的虛擬鍵盤(pán)系統(tǒng)變得十分具有現(xiàn)實(shí)意義。本文主要在以下兩個(gè)方面展開(kāi)了研究。一方面,對(duì)于虛擬鍵盤(pán)最為重要的指尖提取方法,傳統(tǒng)算法存在著適用場(chǎng)景過(guò)于簡(jiǎn)單、提取精度不高、容易受手部姿態(tài)干擾等問(wèn)題。本文在已有的基于指尖輪廓的K余弦算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn),對(duì)手部極限姿態(tài)下易產(chǎn)生誤判點(diǎn)簇的情況進(jìn)行了考慮。結(jié)合誤判點(diǎn)具有的曲率低、縱坐標(biāo)小的特征對(duì)其進(jìn)行了剔除,然后利用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的K-means聚類(lèi)算法對(duì)指尖點(diǎn)簇進(jìn)行聚類(lèi),得到的簇中心作為真正采用的指尖點(diǎn)坐標(biāo),使得傳統(tǒng)指尖提取算法更適合本文提出的第二種虛擬鍵盤(pán)的使用場(chǎng)景。另一方面,對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)虛擬鍵盤(pán)系統(tǒng),主要是如何實(shí)現(xiàn)按鍵位置的定位和擊鍵事件的判定這兩個(gè)模塊給出了兩種不同的實(shí)現(xiàn)思路。一種借助了鍵盤(pán)紙外設(shè),利用鍵盤(pán)紙對(duì)鍵盤(pán)位置進(jìn)行標(biāo)定,坐落在鍵位內(nèi)的指尖點(diǎn)通過(guò)擊鍵判定算法控制鍵位擊鍵;另一種則完全依靠用戶手勢(shì)控制,利用手部的HOG特征作為手勢(shì)樣本的特征,然后采用線性核的SVM分類(lèi)器對(duì)用戶的三種手勢(shì)進(jìn)行識(shí)別,用以控制虛擬鍵盤(pán)的行,用戶的指尖點(diǎn)索引控制鍵位的列,擊鍵判定工作則依靠指尖點(diǎn)縱坐標(biāo)標(biāo)定實(shí)現(xiàn)。此外,對(duì)每一種實(shí)現(xiàn)本文從不同角度進(jìn)行了性能分析,并與已有方法進(jìn)行了比較。本文通過(guò)基于單個(gè)RGB攝像頭的虛擬鍵盤(pán)系統(tǒng)的研究對(duì)未來(lái)基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行了展望,希望能對(duì)未來(lái)完全虛擬現(xiàn)實(shí)化的人機(jī)交互系統(tǒng)研究有一定的參考價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【圖文】：

理解工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[17]。很明顯，本課題研究的統(tǒng)，目的就是要理解用戶手部運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的含義，是很明顯理技術(shù)息息相關(guān)。算法各樣的膚色提取算法，首先要了解顏色空間的概念。，經(jīng)常會(huì)遇到像素的概念，它是一個(gè)被顏色空間約束的百種，常見(jiàn)的有 RGB 空間、CYM 空間、HSV 空間、Y是專(zhuān)用于某一特定領(lǐng)域，并不具有普適性，但有時(shí)它們色空間中，在 RGB 空間、YCrCb 空間和 HSV 空間下進(jìn)下的膚色提取

圖 2.2 高光情況下 子空間下人類(lèi)膚色的分布狀況[29已經(jīng)盡力將亮度與色度進(jìn)行了區(qū)分，但 分量此 Hsu 團(tuán)隊(duì)將橢圓膚色模型分三種光照情況進(jìn)行了{(lán) ，， ≤ ≤ { ( ) ( ) ， { ( ) ( ) ， 的膚色提取線性空間，而是一個(gè)倒立的圓錐型空間，空間中 H～360 ；S 代表著顏色飽和度（Saturation），表示顏色
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TP391.9;TP334.23

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本文編號(hào)：2621233