【正文】 imshow(imi。 imidentify=imread(fname)。s39。,n)。 for n=1:2 xm=sprintf(39。 fstandard(n,1:totalnum)=f(1,1:totalnum)。 if size(size(im),2)==3 im=rgb2gray(im)。,n)。 for n=1:3 imgname=sprintf(39。 for i=1:level totalnum=totalnum+4^i*BinNum。 level=2。 BinNum=36。 圖 模板圖片 利用 MATLAB 軟件設(shè)計(jì)的手勢識(shí)別主要代碼如下： clear。算法的核心是將從待識(shí)別的圖像提取的若干特征量與模板對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行比較，計(jì)算圖像和模板特征量相等，則判定所屬類。 特征選擇從一組數(shù)量為 D 的原始特征中挑選出數(shù)量為 d(d D)個(gè)最有效的特征，這個(gè)過程稱為特征選擇，它可以起到降低特征空間維數(shù)的作用。 特征提取原始特征的數(shù)量可能很大，或者說樣本是處于一個(gè)多維空間中，通過映射（ 變換 ） 可以使用低維空間表示樣本，這個(gè)過程稱作特征提取。 特征提取與選擇一般分為三個(gè)步驟 :特征形成、特征提取、特征選擇。 特征提取 在手勢 識(shí)別中，確定判據(jù)是重要的，但是如何提取特征也是相當(dāng)重要的。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 6 基于 MATLAB 的 手勢 識(shí)別 實(shí)現(xiàn)方法 手勢表現(xiàn)特征 分析 一般基于圖像表觀的手勢識(shí)別方法是直接從圖像中提取表觀特征，如輪廓矩、區(qū)域矩、直方圖等參數(shù)，而人手是一個(gè)關(guān)節(jié)式的復(fù)雜變形體，隨著關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，手的形狀不斷變化，所以手勢特征參數(shù)構(gòu) 造應(yīng)具有一定的相對(duì)不變，在旋轉(zhuǎn)與縮放情況下要能有效實(shí)時(shí)識(shí)別。如果需要產(chǎn)生的正態(tài)隨機(jī)數(shù)值的平均值和方差并非 0和 1，可以采用以下步驟進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 用 MATLAB 函數(shù) randn 可產(chǎn)生正態(tài)隨機(jī)數(shù)，由于正態(tài)隨機(jī)數(shù)并非以上下限來定義，而是用數(shù)據(jù)的平均值和方差來定義，因此在產(chǎn)生正態(tài)隨機(jī)數(shù)時(shí)，需設(shè)定平均值和方差的大小。如果使用相同的起始值，則隨機(jī)數(shù)的序列會(huì)一樣，因?yàn)殡S機(jī)數(shù)是依據(jù)起始值進(jìn)行計(jì)算的。 n）， n 規(guī)定 ≥0。選擇隨機(jī)數(shù)種子函數(shù)的格式為 rand（ 39。將這些隨機(jī)數(shù)代人數(shù)學(xué)模型中，可以模擬某種事件出現(xiàn)的概率。 cumprod（ x）產(chǎn)生新的數(shù)組，每一項(xiàng)都是原數(shù)組 x 中前項(xiàng)的連乘積。 prod（ x）計(jì)算數(shù)組 x 的連乘積。 median（ x）找出數(shù)組 x 的中位數(shù)。 [y， i]=min（ x）將數(shù)組 x 中的最小值賦給 y，其所在位置賦給 i 。 min（ x）找出數(shù)組 x 中的最小值。 max（ x, y）找出數(shù)組 x 及 y 的最大值，產(chǎn)生一個(gè)由兩個(gè)數(shù)組中最大的元素組成的新數(shù)組。如果從函數(shù)分布圖看出根不只一個(gè)，則需再代人一個(gè) x1，將下一個(gè)根求出。function39。 （ 2）代人適當(dāng)范圍的 x，求出相應(yīng)的 f（ x）值，然后將該函數(shù)圖畫出，以便了解該方程式的函數(shù)的走向和趨勢。求非線性方程式的根應(yīng)按照以下步驟： （ 1）先定義方程式。此外，函數(shù)可以嵌套，被當(dāng)作另一個(gè)函數(shù)的自變量調(diào)用。 （ l）常見數(shù)學(xué)函數(shù) MATLAB 提供了許多內(nèi)建函數(shù)，如對(duì)數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、多項(xiàng)式函數(shù)等。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 MATLAB 函數(shù) MATLAB 之所以運(yùn)算功能強(qiáng)大，重要原因之一就是它含有豐富的內(nèi)建函數(shù)，例如數(shù)學(xué)函數(shù)中的三角函數(shù)、復(fù)函數(shù)、多項(xiàng)式函數(shù)、數(shù)據(jù)分析函數(shù)的求平均值、最大最小值、排序等，以及邏輯／選擇函數(shù)如 if－ else 等，還有用來模擬隨機(jī)發(fā)生事件的 隨機(jī)函數(shù)。 同樣也可以用 linspace（起始值，終止值，等分?jǐn)?shù)）命令，例如運(yùn)行 x＝ linspace（ 0，l， 50），則可以生成從 0 到 1，等分成 50 等份的 51 個(gè)數(shù)組成的一維數(shù)組 x。數(shù)組多由一維元素構(gòu)成，而矩陣中多維元素組成。工具箱是 MATLAB 函數(shù)的子程序庫，每一個(gè)工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。另外， MATLAB 網(wǎng)頁服務(wù)程序還容許在 Web應(yīng)用中使用自己的 MATLAB 數(shù)學(xué)和圖形程序。 （ 6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫，將自己的MATLAB 程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 MATLAB 運(yùn)行的 C 和 C++代碼。一般來說，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫代碼。另外新版本的沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。新版本的MATLAB 對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等），MATLAB 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。在計(jì)算要求相同的情況下，使用 MATLAB 的編程工作量會(huì)大大減少。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。 （ 3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB 是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（ M 文件）后再一起運(yùn)行。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接 運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。隨著MATLAB 的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)， MATLAB 的用戶界面也越來越精致，更加接近 Windows 的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡單。這些工具方便用戶使用 MATLAB 的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。這種為科學(xué)研究著想的設(shè)計(jì)是其他通用的編程語言所不及的。使用時(shí)均只需要調(diào)用不同的繪圖函數(shù)，在圖上標(biāo)出圖題、 XY 軸標(biāo)注，格（柵）繪制也只需要調(diào)用相應(yīng)的命令，簡單易行。因此，不久的將來，它一定能名副其實(shí)地成為 “萬能演算紙 ”式的科學(xué)算法語言。另外，它不需要定義數(shù)組的維數(shù)，只需要給出矩陣的函數(shù)、特殊矩陣專門的庫函數(shù)，使之在求解諸如信號(hào)處理、建模、系統(tǒng)識(shí)別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時(shí)，顯得更加簡捷、高效，這是其他高級(jí)語言所不能比擬的。這不僅使 MATLAB 的庫函數(shù)功能更豐富，而且大大減小了所需要的磁盤空間，使得用 MATLAB 編寫的 M 文件簡單、短小而高效。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 （ 5）語句簡單，內(nèi)涵豐富 MATLAB 語言中最基本最重要的成分是函數(shù)，其一般形式為 [a,b,c…]=fun(d,e,f,…), 即一個(gè)函數(shù)由函數(shù)名、輸入變量 “d,e,f,…” 和輸出變量 “a,b,c,…” 組成。 MATLAB 適合的工作平臺(tái)有 Windows 系列、 UNIX、 Linux、 VMS 和 PowerMac。 （ 4） 移植性和開放性好 MATLAB 是用 C 語言編寫的，而 C 語言的可移植性很好。因而，開發(fā)者可以根據(jù)自己的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫函 數(shù)，以便提高 MATLAB 的使用效率和擴(kuò)充它的功能。所以， MATLAB 語言不僅是一種語言，廣義上更可以稱為一種語言開發(fā)系統(tǒng)、語言調(diào)試系統(tǒng)。又如，將 MATLAB 源程序編輯為 M 文件時(shí)，由于 MATLAB 磁盤文件也 是 M 文件，所以編輯后的源文件就可直接運(yùn)行，而不需要進(jìn)行編譯和連接。它能在同一界面上進(jìn)行靈活操作，快速排除輸入程序中的書寫錯(cuò)誤、語法錯(cuò)誤，甚至語義錯(cuò)誤，從而加快了開發(fā)者編寫、修改和調(diào)試程序的速度，可以說，在編程和調(diào)試過程中它是一種比 Visual Baisc 還要簡單的語言。各個(gè)步驟之間是順序關(guān)系，編程的過程就是在它們之間做瀑布型的循 環(huán)。 （ 2）用戶使用方便 MATLAB 語言是一種解釋執(zhí)行的語言，它靈活、方便，調(diào)試手段豐富，調(diào)試速度快。 MATLAB 語言特點(diǎn) （ 1）編程效率高 MATLAB 是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語言，允許用數(shù)學(xué)形式的 語言來編寫程序，比 BASIC、 FORTRAN 和 C 等語言更加接近人書寫計(jì)算公式的思維方式，用MATLAB 編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問題一樣。第 3 種，就是采用編程的方法來解決較復(fù)雜的，諸如含有判斷、循環(huán)、迭代、遞歸等算法的較復(fù)雜的問題。 MATLAB一般有 3 種進(jìn)行計(jì)算的方法，第 1 種就如同使用計(jì)算器，直接輸入數(shù)值和運(yùn)算符，立即從屏幕上獲得結(jié)果。還有一個(gè)主窗口，用來記錄已使用過的歷史命令和已打開的目錄，方便使用者查找。 進(jìn)入 MATLAB 之后，會(huì)看到一個(gè) MATLAB Command Window，稱為命令窗，它是最主要的窗口，既是鍵入命令也是顯示計(jì)算結(jié)果的地方。 （ 5） GUI 設(shè)計(jì)。 （ 3） 大量的工具箱。 （ 1） 數(shù)據(jù)可視化功能。 MATLAB 提供了一個(gè)開放式的集成環(huán)境，用戶可以運(yùn)行系統(tǒng)提供的大量命令，包括數(shù)值計(jì)算、圖形繪制和代碼編 制等。在 MATLAB 問世不久的 20 世紀(jì) 80 年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在 MATLAB 上重建。這種 軟件的缺點(diǎn)是使用面窄、接口簡陋、程序結(jié)構(gòu)不開放以及沒有標(biāo)準(zhǔn)的基庫，很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。經(jīng)過多年的國際競爭， MATLAB 已經(jīng)占據(jù)了數(shù)值型軟件市場的主導(dǎo)地位。一類是數(shù)值計(jì)算型軟件，如 MATLAB、 Xmath、 Gauss 等，這類軟件長于數(shù)值計(jì)算，對(duì)處理大批數(shù)據(jù)效率高；另一類是數(shù)學(xué)分析型軟 件，如 Mathematica、 Maple 等，這類軟件以符號(hào)計(jì)算見長，能給出解析解和任意精度解，其缺點(diǎn)是處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率較低。無論進(jìn)行科學(xué)研究還是產(chǎn)品開發(fā)， MATLAB 產(chǎn)品族都是必不可少的工具。 Math Works 公 司在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)了 MATLAB 的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力，增強(qiáng)了 MATLAB 的市場競爭力，使 MATLAB 成為市場主流的數(shù)值計(jì)算軟件。每一個(gè)新版本的推出都使 MATLAB 有了長足的進(jìn)步 ——界面越來越友好，內(nèi)容越來越豐富，功能越來越強(qiáng)大，幫助系統(tǒng)越來越完善。 1984 年， Cleve Moler 和 John Little 成立了 Math Works 公司，正式把 MATLAB 推向場，并繼續(xù)進(jìn)行 MATLAB 的開發(fā)。同年，他和 Cleve Moder、 Steve Bangert 一起用 C 語言合作開發(fā)了第二代專業(yè)版 MATLAB。以后幾年， MATLAB 作為免費(fèi)軟件在大學(xué)里被廣泛使用，深受大學(xué)生的喜愛。于是， Cleve Moler 自己動(dòng)手，在業(yè)余時(shí)間里編寫了 ELSPACK 和 LINPACK 的接口程序。這兩個(gè)程序庫是要求解線性方程的程序庫。 Matlab 誕生于 20 世紀(jì) 70 年代，它的編寫者是 Clevel Moler 博士和他的同事。與這些語言相比，MATLAB 的語法更簡單，更貼近人的思維方式。 在科學(xué)研究和工程應(yīng)用的過程中，往往需要大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，傳統(tǒng)的紙筆和計(jì)算機(jī)已經(jīng)不能從根本上滿足海量計(jì)算的要求，一些技 術(shù)人員嘗試使用 Basic， Fortran， C/C++等語言編寫程序來減輕工作量。 MATLAB 最初作為矩陣實(shí)驗(yàn)室，主要向用戶提供一套非常完善的矩陣運(yùn)算命令。它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，構(gòu) 成了一個(gè)界面友好的用戶環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，問題與求解都能方便地以數(shù)學(xué)的語言 （ 主要是矩陣形式）或圖形方式表達(dá)出來。如果在子區(qū)域中同時(shí)存在背景和對(duì)象物，那么其灰度直方圖呈雙峰，這 時(shí)可用模式法等進(jìn)行二值化處理 這種情況下，每個(gè)子區(qū)域一般都不相同，這種二值化方法稱為可變閉值法 （ variable threshold selection method） 。在這種情況下，有兩種解決方案，一種是當(dāng)照明強(qiáng)度可用圖像坐標(biāo)的函數(shù)來表示是，被觀測圖像 g(x,y)可用下式來描述 : g(x,y) = c(x,y)f(x,y) 其中， f(x,y)是在均勻照明條件下的圖像， c(x,y)是表示照明不均勻的程度系數(shù)。這樣的處理方法會(huì)產(chǎn)生一些噪聲，但對(duì)判斷不會(huì)造成大的影響。但是，實(shí)際情況中，灰度直方圖不是很平滑的，會(huì)存在一些因小的凹凸而產(chǎn)生的局部極小值，這樣給自動(dòng)判斷造成很大的不便。但在實(shí)際中，己知對(duì)象所占的面積比率的狀況非常少見，通常都是按照 一定的規(guī)律推算出來例如在書畫作品中，文字部分所占的面積比率一般情況下是可以估計(jì)出來這時(shí)用這種方法來處理時(shí)比較有效的 。按照閉值 T 的選擇沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 方法，圖像二值化可分為以下幾種