【摘要】：人機交互是人與計算機之間信息交流的途徑與方式,是認知心理學、人機工程學、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等相互交叉的綜合學科。隨著計算機及各種嵌入式設備在日常生活中的廣泛應用,傳統(tǒng)的人機交互方式無法滿足人們對于信息交流直觀、高效的要求,人們開始尋求更加自然、方便的交互方式。手勢動作可以直觀、快速的表達人的需求,以手勢動作作為交互方式的手勢識別開始成為人機交互的研究熱點。手勢識別通常分為基于視覺的手勢識別和基于可穿戴傳感器的手勢識別。前者易受到光照、背景的影響,且要求拍攝圖像畫質(zhì)較高,不利于手勢識別的普及。傳感器體積小、靈敏度高,在采集過程中受外部環(huán)境影響較小,便于植入可穿戴設備中,使基于加速度傳感器的手勢識別成為一種新的人機交互方式。本文通過加速度傳感器采集數(shù)據(jù),研究了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和長短時記憶網(wǎng)絡結(jié)合的加速度手勢識別算法,并對所設計的系統(tǒng)進行了實驗驗證,證明了系統(tǒng)的有效性。本文的主要研究內(nèi)容如下:1)傳感器數(shù)據(jù)采集與預處理。利用Wiimote采集不同的手勢加速度數(shù)據(jù)并實時傳送到電腦端儲存。然后將采集到的手勢信號進行平滑濾波處理,并采用改進的swab算法獲取有效手勢數(shù)據(jù),構(gòu)建基于加速度傳感器的手勢數(shù)據(jù)集。2)手勢特征提取。利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡提取手勢特征,使用訓練集數(shù)據(jù)訓練網(wǎng)絡模型,并利用訓練好的模型獲取測試集手勢特征,獲取能夠有效表示手勢動作的特征信息。3)加速度手勢識別。針對手勢動作的時序特性,構(gòu)建基于長短時記憶網(wǎng)絡的加速度手勢識別模型。結(jié)合深度卷積特征進行加速度手勢識別。本文使用Wiimote采集的加速度手勢數(shù)據(jù)集和Actitracker公共數(shù)據(jù)集進行測試。實驗結(jié)果驗證了本文基于長短時記憶網(wǎng)絡方法能夠有效識別手勢,并提高了準確率,在手勢數(shù)據(jù)集和Actitracker數(shù)據(jù)集上分別達到了96.5%和98%的識別率。
【圖文】：

載系統(tǒng)逡逑生活條件的提高，車己經(jīng)不僅僅具有代步的功能，人們對它消遣、娛樂越來越強烈。目前車載系統(tǒng)以觸屏和語音為主，但用戶在開車的時候必力，專心觀察路面狀況，觸屏系統(tǒng)將會分散用戶注意，并且需要其觸摸大影響了用戶的安全駕駛。語音系統(tǒng)相對于觸屏來說比較安全，但車行放的環(huán)境，容易受到路上或者車里其他人的干擾，并且由于受到方言以的不同，語音系統(tǒng)容易接收到錯誤的信息，給用戶帶來不便。將手勢識載系統(tǒng)中，不僅大大提高了駕駛者與系統(tǒng)的交互效率，還大大降低了駕聽覺的分散，使駕駛者將更多的注意力用在路面信息的觀察，使安全性目前，強彥［Ｍ］等利用小波變換和雙邊濾波去噪方法，，不僅很好的減弱了，而且沒有降低圖像的清晰度，手勢識別良好；Ｓｍｉｔｈ＂５１等將手掌和手，設計了一種車載音樂手勢識別系統(tǒng)，可以用手勢控制音樂的開關(guān)，音節(jié)，歌曲的切換，提高了車載系統(tǒng)的智能化。逡逑

妒墾絎宦畚模]3Y嵬ＡＳＴＥＲ＇ＳP裕齲牛櫻桑櫻]3?圖１．邋２手勢控制功能菜單的選擇逡逑（４）體感游戲逡逑傳統(tǒng)的游戲以游戲手柄按鍵作為游戲動作的輸入設備，這種方式以視覺效果逡逑為主帶給用戶快樂的體驗。２００６年，任天堂推出新一代游戲主機Ｗｉｉ，第一次將體逡逑感動作引入了電視游戲主機。Ｗｉｉ手柄內(nèi)置加速度傳感器，通過采集玩家的手勢動逡逑作數(shù)據(jù)實時傳送到電視屏幕中，配以相應的動作，使玩家在用自己的身體運動的同逡逑時體驗游戲的樂趣。如圖為用戶在體驗體感游戲。逡逑圖１．３用戶體驗體感游戲逡逑１．３國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑最初的手勢識別是通過數(shù)據(jù)手套實現(xiàn)的。通過數(shù)據(jù)手套等外部設備中的傳感器逡逑將人體手指、手腕等部位的空間位置進行定位，將采集到的信息與手掌的骨架進行逡逑４逡逑
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TP183

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 呂蕾;張金玲;朱英杰;劉弘;;一種基于數(shù)據(jù)手套的靜態(tài)手勢識別方法[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2015年12期

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3 嚴焰;劉蓉;黃璐;陳婷;;基于HMM的手勢識別研究[J];華中師范大學學報(自然科學版);2012年05期

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本文編號：2649619