本文選題：手勢(shì)跟蹤 + 增量子空間�。� 參考：《華南理工大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：手勢(shì)作為一種自然的人機(jī)交互方式被廣泛應(yīng)用于智能電視交互中�？紤]到手勢(shì)的非剛性形變和其快速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，外加家居環(huán)境中不確定的復(fù)雜的光照條件和背景環(huán)境，以及計(jì)算復(fù)雜度、實(shí)時(shí)性和低成本的考慮，智能電視手勢(shì)交互系統(tǒng)的研究依舊面臨諸多挑戰(zhàn)。 本文針對(duì)創(chuàng)維42E790U智能電視，基于單目攝像頭設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套智能電視手勢(shì)交互系統(tǒng)。基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別過(guò)程大致可分為手勢(shì)檢測(cè)、手勢(shì)跟蹤以及手勢(shì)識(shí)別三個(gè)階段。本文在已有的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上，主要做了如下三部分工作： （1）手勢(shì)跟蹤方面：本文的改進(jìn)基于原有的增量子空間跟蹤模型。本文中所采用的跟蹤算法可以分為兩個(gè)模塊，分別是運(yùn)動(dòng)模型和目標(biāo)外觀(guān)模型。運(yùn)動(dòng)模型減小了目標(biāo)位置的搜索范圍，并給出一定的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，為跟蹤的實(shí)時(shí)性提供保障。目標(biāo)外觀(guān)模型為準(zhǔn)確定位目標(biāo)提供保障。本文應(yīng)用中，為了適應(yīng)手勢(shì)的非剛性形變及家居空間中復(fù)雜的光照、背景環(huán)境，采用目標(biāo)外觀(guān)模型可以自適應(yīng)更新的增量子空間在線(xiàn)跟蹤模型。為了減輕跟蹤過(guò)程中背景對(duì)跟蹤造成的影響，采用加權(quán)的增量子空間在線(xiàn)跟蹤模型。為了適應(yīng)手勢(shì)的快速運(yùn)動(dòng)，基于粒子濾波框架提出二次采樣和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的解決方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了本文算法的有效性。 （2）手勢(shì)識(shí)別方面：本文先對(duì)電視系統(tǒng)的交互任務(wù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單的、易用且交互性較好的動(dòng)態(tài)手勢(shì)指令集。并為這套指令集設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別算法。本文系統(tǒng)采用基于編輯距離的識(shí)別方法，通過(guò)對(duì)軌跡的預(yù)處理、有效性檢驗(yàn)和基于標(biāo)準(zhǔn)差改進(jìn)的軌跡相似度分類(lèi)，本文的動(dòng)態(tài)手勢(shì)系統(tǒng)識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了96%。取得非常好的效果。 （3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面：本文基于電視資源的分析，將算法資源進(jìn)行有效分配，將復(fù)雜的算法運(yùn)算置于高配置的PC端處理，而對(duì)指令的響應(yīng)和顯示則由智能電視系統(tǒng)來(lái)處理，兩者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，以達(dá)到系統(tǒng)的高效協(xié)同運(yùn)作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有一定的實(shí)用價(jià)值。相比于智能電視的內(nèi)置手勢(shì)控制系統(tǒng)，，有更好的兼容性和拓展性。
[Abstract]:As a natural human-computer interaction, gesture is widely used in intelligent TV interaction. Taking into account the non-rigid deformation of gestures and the characteristics of their rapid motion, the uncertain and complex lighting and background conditions in additional home environments, as well as the considerations of computational complexity, real-time performance and low cost, The research of intelligent TV gesture interaction system still faces many challenges. In this paper, an intelligent TV gesture interaction system based on single camera is designed for Skyworth 42E790U intelligent TV. The process of gesture recognition based on computer vision can be divided into three stages: gesture detection, gesture tracking and gesture recognition. Based on the existing related technologies, this paper mainly does the following three parts of work: 1) gesture tracking: the improvement of this paper is based on the original incremental subspace tracking model. The tracking algorithm used in this paper can be divided into two modules: motion model and object appearance model. The motion model reduces the search range of the target position and gives a certain motion prediction, which provides a guarantee for the real-time tracking. The object appearance model provides the guarantee for the accurate positioning of the target. In order to adapt to the non-rigid deformation of gestures and the complex illumination and background environment in home space, the incremental subspace online tracking model can be adaptively updated by the target appearance model. In order to reduce the influence of background on tracking, a weighted incremental subspace online tracking model is adopted. In order to adapt to the fast motion of gestures, a solution of quadratic sampling and motion prediction is proposed based on particle filter framework. Experimental results show the effectiveness of the proposed algorithm. (2) gesture recognition: firstly, the interactive task of TV system is analyzed, and a set of simple, easy-to-use and interactive dynamic gesture instruction set is designed. The corresponding dynamic gesture recognition algorithm is designed for the instruction set. In this paper, an edit-distance based recognition method is adopted, and the accuracy of dynamic gesture recognition is 96% through the pre-processing of trajectory, validity test and improved trajectory similarity classification based on standard deviation. Very good results have been achieved. 3) system design: based on the analysis of TV resources, this paper allocates the algorithm resource effectively, and puts the complex algorithm operation on the high configuration PC terminal, while the response and display to the instruction is handled by the intelligent TV system. In order to achieve the efficient and cooperative operation of the system, the two systems communicate through the network. The experimental results show that the system design method has certain practical value. Compared with intelligent TV's built-in gesture control system, it has better compatibility and expansibility.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN949.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王福恒;覃京燕;李威;;人-車(chē)信息交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];包裝工程;2009年03期

2 萬(wàn)秀穎;張學(xué)銘;付素芳;劉貫軍;李明強(qiáng);;冰箱在線(xiàn)配置客戶(hù)需求交互系統(tǒng)研究[J];河南科技學(xué)院學(xué)報(bào);2009年02期

3 程軍;;自動(dòng)化交互系統(tǒng)的管理與教育[J];電腦與信息技術(shù);2010年06期

4 咼智強(qiáng);辛成瑤;;“能量公社”運(yùn)動(dòng)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];包裝工程;2011年14期

5 楊桂芳;趙志勇;;電視臺(tái)收錄交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];中國(guó)傳媒科技;2012年22期

6 張孝喜;包炳生;梁亦榮;;一個(gè)異種計(jì)算機(jī)信息交互系統(tǒng)[J];浙江氣象科技;1986年04期

7 宮小明;姜強(qiáng);;《現(xiàn)代教育技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

8 張毅;覃京燕;李威;;基于手語(yǔ)語(yǔ)義學(xué)的多點(diǎn)觸摸交互系統(tǒng)的用戶(hù)行為研究[J];包裝工程;2008年05期

9 鄧亞平;賈顥;;嵌入式多功能信息交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2009年21期

10 高凈業(yè);黃岸仲;;多點(diǎn)檢測(cè)交互系統(tǒng)的研究[J];杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 陶霖密;穆煜;楊澍;張中元;馬旭龍;;人-車(chē)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第18屆全國(guó)多媒體學(xué)術(shù)會(huì)議（NCMT2009）、第5屆全國(guó)人機(jī)交互學(xué)術(shù)會(huì)議（CHCI2009）、第5屆全國(guó)普適計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議（PCC2009）論文集[C];2009年

2 付永領(lǐng);龐堯;劉和松;王利劍;;PMSM控制器與上位機(jī)數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2010航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

3 武匯岳;王西穎;張風(fēng)軍;戴國(guó)忠;;基于視頻手勢(shì)的交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第三屆和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2007）論文集[C];2007年

4 曹順艇;王建民;龔武明;;基于腳本驅(qū)動(dòng)的普適終端手語(yǔ)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第三屆和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2007）論文集[C];2007年

5 王霓虹;孟慶川;;基于J2EE的后勤信息交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];黑龍江省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2007年

6 陳純杰;陳定方;魏國(guó)前;;基于VRML起重機(jī)交互系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)[A];12省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)湖北省論文集[C];2006年

7 林德輝;曾劍云;羅慧華;;廣州地鐵乘客信息交互系統(tǒng)應(yīng)用研究[A];2010城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 記者 常莎莎;宣城開(kāi)通3G音視頻交互系統(tǒng)[N];人民郵電;2010年

2 ;睿博遠(yuǎn)程可視交互系統(tǒng)平臺(tái)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2010年

3 陳東升;在押人員可與親友互發(fā)短信[N];法制日?qǐng)?bào);2006年

4 邵煉鋼邋趙建玉 胡國(guó)波 徐云翔;稅企交互系統(tǒng)及時(shí)發(fā)布政策[N];中國(guó)稅務(wù)報(bào);2008年

5 記者 敖娟;興發(fā)鋁業(yè)領(lǐng)跑行業(yè)信息化[N];中國(guó)建材報(bào);2007年

6 許巍;興發(fā)鋁業(yè)信息化再拔頭籌EPI正式啟動(dòng)[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2007年

7 張斌;溫州甌�？词厮涸谘喝藛T可與家屬互“通”短信[N];人民公安報(bào);2007年

8 趙秀紅;聾人也能“收聽(tīng)”奧運(yùn)會(huì)比賽[N];中國(guó)教育報(bào);2008年

9 本報(bào)記者 徐晶卉;智能交互，下一座“金礦”？[N];文匯報(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 黃樟欽;異構(gòu)環(huán)境下基于OP通道技術(shù)的人—人交互系統(tǒng)研究[D];西安交通大學(xué);2000年

2 朱全勝;能量控制中心交互系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 邵吉光;基于隨機(jī)交互系統(tǒng)的金融波動(dòng)模型的構(gòu)造與分析[D];北京交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 宋菲菲;開(kāi)放式作業(yè)交互系統(tǒng)[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2011年

2 郝斌;交互系統(tǒng)在科普展覽展示中的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2012年

3 何迎;協(xié)同環(huán)境下交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2008年

4 于飛;基于校園網(wǎng)的教學(xué)信息交互系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

5 彭婷婷;數(shù)字電視互動(dòng)應(yīng)用交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中山大學(xué);2011年

6 阿扎提·沙拉瓦提;哈薩克族民間文化藝術(shù)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

7 金大偉;基于智能手機(jī)的隨機(jī)人際信息交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2014年

8 趙鳴奇;一個(gè)基于眼電信號(hào)的人—機(jī)器人交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];蘭州大學(xué);2014年

9 景韶春;基于加密技術(shù)的銀行數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

10 翟海娟;虛擬林區(qū)交互系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

本文編號(hào)：1786063