面向智能電視的隱式手勢(shì)交互建模與算法
【部分圖文】：
?耐枷褡苤∈?用來(lái)描述動(dòng)態(tài)手勢(shì)的持續(xù)時(shí)間.本文中的靜態(tài)手勢(shì)姿態(tài)采用(handcoordinatesdistributionfeatures-Hausdorff,HCDF-H)算法[24]進(jìn)行識(shí)別.首先標(biāo)準(zhǔn)化手勢(shì)圖像,并以手勢(shì)質(zhì)心點(diǎn)到手勢(shì)最遠(yuǎn)點(diǎn)作為手勢(shì)主方向向量;沿主方向?qū)⑹謩?shì)圖像分為8個(gè)子區(qū)域,生成手勢(shì)坐標(biāo)點(diǎn)分布特征向量.其次使用類-Hausdorff距離與手勢(shì)模板庫(kù)中的每種手勢(shì)進(jìn)行對(duì)比,得出最終識(shí)別結(jié)果.該算法能夠避免手勢(shì)旋轉(zhuǎn)、平移、縮放的影響,具有較高的效率和識(shí)別準(zhǔn)確率.在基于視覺(jué)的智能電視手勢(shì)交互中,本文將電視交互系統(tǒng)中的有效靜態(tài)手勢(shì)分為如圖1所示3種類型;基于靜態(tài)手勢(shì)的動(dòng)態(tài)手勢(shì)模型分解如表1所示.圖1不同類型靜態(tài)手勢(shì)圖像表1動(dòng)態(tài)手勢(shì)模型分解圖表動(dòng)態(tài)手勢(shì)行為模型Gesture_startGesture_endorientationlength向前揮手前>20向左揮手左>20向右揮手右>20向上揮手上>20向下?lián)]手下>20握拳動(dòng)作0在智能電視視覺(jué)手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)每個(gè)動(dòng)態(tài)手勢(shì)開(kāi)始前用戶都會(huì)有意識(shí)的調(diào)整靜態(tài)手勢(shì).在調(diào)整靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間段內(nèi)(調(diào)整靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間段是指用戶從隨機(jī)靜態(tài)手勢(shì)調(diào)整到具有特定語(yǔ)義的理想靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間差),靜態(tài)手勢(shì)的質(zhì)心保持相對(duì)靜止.我們以每連續(xù)T幀手勢(shì)圖像作為一個(gè)靜態(tài)調(diào)整時(shí)間段,連續(xù)T幀內(nèi)靜態(tài)手勢(shì)運(yùn)動(dòng)距離滿足條件閾值D.以D和T作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件,若連續(xù)T幀內(nèi)手勢(shì)移動(dòng)距離d<D,則進(jìn)入靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別階段.運(yùn)動(dòng)方向是區(qū)分不同動(dòng)態(tài)手勢(shì)的關(guān)鍵信息,如果將觸發(fā)動(dòng)態(tài)手勢(shì)的靜態(tài)手勢(shì)質(zhì)心點(diǎn)S為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,其與結(jié)束動(dòng)態(tài)手勢(shì)的靜態(tài)手勢(shì)質(zhì)心點(diǎn)E方向判斷關(guān)系如圖2所示.圖2手勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向圖2中,手勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向可描述為:0,tan1,..:0,tan1,..:0,1tan0,..:0,1tan0,..:(..):0(..)oooooorioooofEzSzZfEzSzZfEzSzZO
齠??質(zhì)瓶?記壩沒(méi)Ф薊嵊幸饈兜牡髡?蔡?手勢(shì).在調(diào)整靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間段內(nèi)(調(diào)整靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間段是指用戶從隨機(jī)靜態(tài)手勢(shì)調(diào)整到具有特定語(yǔ)義的理想靜態(tài)手勢(shì)的時(shí)間差),靜態(tài)手勢(shì)的質(zhì)心保持相對(duì)靜止.我們以每連續(xù)T幀手勢(shì)圖像作為一個(gè)靜態(tài)調(diào)整時(shí)間段,連續(xù)T幀內(nèi)靜態(tài)手勢(shì)運(yùn)動(dòng)距離滿足條件閾值D.以D和T作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件,若連續(xù)T幀內(nèi)手勢(shì)移動(dòng)距離d<D,則進(jìn)入靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別階段.運(yùn)動(dòng)方向是區(qū)分不同動(dòng)態(tài)手勢(shì)的關(guān)鍵信息,如果將觸發(fā)動(dòng)態(tài)手勢(shì)的靜態(tài)手勢(shì)質(zhì)心點(diǎn)S為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,其與結(jié)束動(dòng)態(tài)手勢(shì)的靜態(tài)手勢(shì)質(zhì)心點(diǎn)E方向判斷關(guān)系如圖2所示.圖2手勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向圖2中,手勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向可描述為:0,tan1,..:0,tan1,..:0,1tan0,..:0,1tan0,..:(..):0(..)oooooorioooofEzSzZfEzSzZfEzSzZOfEzSzZEzSzZEzSzZ上下左右前后(1)tan(..),1tan0tan(..),tan1oExSxfEySy,..tan..EySyExSx.在坐標(biāo)系XSY上根據(jù)S和E計(jì)算向量SE與X軸夾角的正切值,根據(jù)正切值的絕對(duì)值判斷出手勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向;上下方向根據(jù)2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)Y軸坐標(biāo)差值的正負(fù)判斷具體方向,左右方向根據(jù)2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)X軸坐標(biāo)差值判斷具體方向;Z軸方向,手勢(shì)水平位移閾值絕對(duì)值為Zo.根據(jù)DGDM,我們可以判斷出動(dòng)態(tài)手勢(shì)類型(dynamicgesturetype,DGT),并用特征向量DGT描述一種動(dòng)態(tài)手勢(shì),不同的動(dòng)態(tài)手勢(shì)可根據(jù)不同的語(yǔ)義、開(kāi)始手勢(shì)、結(jié)束手勢(shì)、方向以及持續(xù)時(shí)間來(lái)描述,DGT=(ID,p,G_s,G_e,o,l).動(dòng)態(tài)手勢(shì)類型識(shí)別的算法(dynamicgesturerecognitionalgorithm,DGRA)流程如圖3所示.1.2多層次上下文模型的建立智能電視視覺(jué)手勢(shì)交互系統(tǒng)中主要考慮3種形式的上下文信息,分別是智能電視狀態(tài)?
第2期徐治鵬,等:面向智能電視的隱式手勢(shì)交互建模與算法347圖3DGRA流程圖節(jié)目播放狀態(tài)、主頁(yè)切換功能狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)”和通過(guò)推理獲得的高層交互情景事件與用戶意圖,又如“電視正處在手勢(shì)功能激活狀態(tài)”、“電視正處在頻道調(diào)節(jié)狀態(tài)”和“電視正處在音量調(diào)節(jié)狀態(tài)”,這類信息是對(duì)人體手勢(shì)動(dòng)作理解的關(guān)鍵,是解決用戶行為多義性的重要依據(jù).2)與用戶有關(guān)的上下文包括人體重心的相對(duì)位置與手部動(dòng)作行為信息.3)用戶與智能電視的關(guān)聯(lián)上下文,被定義為用戶位置事件,與智能電視的開(kāi)關(guān)狀態(tài)關(guān)聯(lián),如“電視工作狀態(tài)下用戶處于電視有效操作范圍內(nèi)”.對(duì)基于視覺(jué)的智能電視手勢(shì)交互場(chǎng)景上下文,建立多層次上下文模型,如圖4所示.圖4智能電視手勢(shì)交互的多層次上下文模型2基于CDL-DFCM模型的隱式交互2.1CDL-DFCM模型的設(shè)計(jì)與建立為了識(shí)別交互情景事件與主動(dòng)理解用戶的意圖,本文對(duì)用戶行為和智能電視狀態(tài)進(jìn)行分析,根據(jù)多層次上下文模型提出了一種基于DFCM的多層次動(dòng)態(tài)上下文推理模型(contextofdynamiclogic-DFCM,CDL-DFCM).CDL-DFCM能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶操作意圖的感知,并以在線檢測(cè)方式實(shí)時(shí)對(duì)上下文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.在CDL-DFCM模型中,交互概念節(jié)點(diǎn)分為4類:智能電視狀態(tài)交互概念節(jié)點(diǎn),描述與智能電視功能狀態(tài)有關(guān)的上下文;用戶行為交互概念節(jié)點(diǎn),描述用戶手勢(shì)交互行為;交互情景概念節(jié)點(diǎn),描述具體交互任務(wù)的交互情景事件;操作語(yǔ)義的概念節(jié)點(diǎn),描述用戶的操作意圖,與交互情景事件相關(guān)聯(lián).針對(duì)基于視覺(jué)的智能電視手勢(shì)交互系統(tǒng)的基本操作需求,本文對(duì)智能電視中頻道調(diào)節(jié)、音量調(diào)節(jié)、手勢(shì)開(kāi)關(guān)控制功能的手勢(shì)交互進(jìn)行分析研究.設(shè)置手勢(shì)開(kāi)關(guān)控制功能的目的是實(shí)現(xiàn)與其他交互通道的平滑融合,防止產(chǎn)生相互干擾.交互概念節(jié)點(diǎn)集合C表示CDL-DFCM模型中全部節(jié)點(diǎn)的集合,C
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào)：2837132
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