手勢(shì)識(shí)別技術(shù)綜述(編輯修改稿)
2024-08-09 23:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 了幾十年，但是該方法本身的復(fù)雜性使成功構(gòu)建一個(gè)效果良好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)大多數(shù)人比較困難?！?】（2）基于隱馬爾可夫模型的手勢(shì)識(shí)別隱馬爾可夫模型是一種能細(xì)致描述信號(hào)的時(shí)空變化統(tǒng)計(jì)分析模型，適用于動(dòng)態(tài)手勢(shì)的識(shí)別。由于其分析復(fù)雜，計(jì)算量大，速度慢，故而大多采用離散馬爾可夫模型。（3）基于幾何特征的手勢(shì)識(shí)別，包括手勢(shì)分割法與幾何特征法手勢(shì)分割包括2種方法：單目視覺和立體視覺。基于單目視覺的方法又分為基于徒手的表觀特征(膚色，輪廓)；人為增加限制，如要求使用者戴上有色手套及各種光學(xué)標(biāo)識(shí)；建立數(shù)據(jù)庫的方法?！?2】手勢(shì)的幾何特征指手勢(shì)的邊緣（如輪廓）和手勢(shì)區(qū)域特征（如手掌顏色、面積）。【4】基于幾何特征的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)，大多采用各種距離公式進(jìn)行模板匹配，如量度度量空間中真子集之間距離的Hausdorff距離等。幾何特征識(shí)別方法主要有3種: 模板匹配法（自動(dòng)提取每一幀特征圖像與模板庫匹配后識(shí)別手勢(shì)，多用于靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別）；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，統(tǒng)計(jì)分析法(如隱馬爾可夫模型法HMM)等。動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別的算法比較復(fù)雜。除了進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的算法外，還需要其他輔助算法及過程。某些具有手部整體運(yùn)動(dòng)軌跡的手勢(shì)可以是肢體動(dòng)作的一部分，比如揮手、打招呼等。這些手勢(shì)識(shí)別需要準(zhǔn)確地從手腕部對(duì)手勢(shì)及手臂進(jìn)行識(shí)別并分割。此外，在動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別中還需同時(shí)進(jìn)行方位定位及識(shí)別工作，其核心是動(dòng)態(tài)時(shí)間空間躍遷算法（DSTW），一種可以在時(shí)間空間成對(duì)排列搜索請(qǐng)求及模型手勢(shì)的算法?！?1】此外，涉及隨機(jī)信號(hào)及過程的光譜分析法已經(jīng)在大量科學(xué)學(xué)科中使用了幾十年，盡管隨機(jī)性會(huì)給時(shí)間域特性分析帶來困難，像特征值及頻率仍然是有價(jià)值的光譜信息。傅里葉分析是頻率域光譜分析的常見方法。【8】盡管存在諸多的方法，而且手勢(shì)識(shí)別仍在不斷發(fā)展中，但是手勢(shì)識(shí)別本身的特點(diǎn)在某些方面成為了障礙。與人臉識(shí)別最顯著的區(qū)別是，基于圖像的手勢(shì)識(shí)別與人臉識(shí)別雖然都是根據(jù)二維圖像，但是手部沒有類似人臉那樣豐富的可以標(biāo)記及區(qū)分的數(shù)據(jù)特征對(duì)象。人臉的表情豐富，可以作為理想的數(shù)據(jù)庫。典型的人臉切爾諾夫模型擁有18個(gè)變量，而自1973年來經(jīng)過幾十年的發(fā)展，面部特征又得到了豐富，非對(duì)稱的切爾諾夫臉可顯示多達(dá)36維的臉部特征。手部的特征明顯要少得多，基本上就是各關(guān)節(jié)、手掌的坐標(biāo)，指尖的朝向等。而且臉部特征基本上是在一個(gè)平面上的，沒有旋轉(zhuǎn)特征，臉部的自由度小。手部在手勢(shì)定位及旋轉(zhuǎn)上至少需要6維信息，包括手部的三維坐標(biāo)及三維方向。而完全對(duì)手勢(shì)進(jìn)行分辨需要超過20個(gè)的自由度變量，這使得手勢(shì)的甄別十分復(fù)雜。4. 當(dāng)前的應(yīng)用 （1）用于虛擬環(huán)境的交互手勢(shì)識(shí)別可以用于虛擬制造和虛擬裝配、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等。虛擬裝配通過手的運(yùn)動(dòng)直接進(jìn)行零件的裝配,同時(shí)通過手勢(shì)與語音的合成來靈活的定義零件之間的裝配關(guān)系。還可以將手勢(shì)識(shí)別用于復(fù)雜設(shè)計(jì)信息的輸入。【9】 （2）用于手語識(shí)別。手語是聾啞人使用的語言,是由手型動(dòng)作輔之以表情姿勢(shì)由符號(hào)構(gòu)成的比較穩(wěn)定的表達(dá)系統(tǒng),是一種靠動(dòng)作Π視覺交際的語言。手語識(shí)別的研究目標(biāo)是讓機(jī)器“看懂”聾人的語言。手語識(shí)別和手語合成相結(jié)合,構(gòu)成一個(gè)“人2機(jī)手語翻譯系統(tǒng)”,便于聾人與周圍環(huán)境的交流。手語識(shí)別同樣分為基于數(shù)據(jù)手套的和基于視覺的手語識(shí)別
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