基于Kinect的手势识别与多指手交互研究

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1、分类号学号２０１５０３７０３０１５１０４８８密级学校代码硕士学位论文基于Ｋｉｎｅｃｔ的手势识别与多指手交互研究学位申请人：李贝一学科专业：机械工程指导教师：孙瑛、李公法答辩日期：２０１８年５月武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体。，均己在文中以明确方式标明一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担

2、切相关责任。论文作者签名：键日期：Ｍ名如研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研宄成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门（按照《武汉科技大学关于研宄生学位论文收录工作的规定》执行）送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：如指导教师签名：ｎｉ〇日期：３ADissertationSubmittedinPartialFulfillm

3、entoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringGestureRecognitionBasedonKinectandMulti-fingeredHandInteractionMasterCandidate：LiBeiMajor：MechanicalEngineeringSupervisor：Prof.SunYingandProf.LiGongfaWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay,2018摘要基于计算机视觉的手势识别逐渐成

4、为人机交互领域的热点研究方向，其识别效果很大程度上取决于摄像机的分辨率、手势分割和特征提取的方法以及分类识别方法的选择。近年来，基于Kinect传感器的手势识别方法由于能够将手势从复杂的背景分离且受光照影响较小以及能够精准对手势运动跟踪定位，在手势识别中受到广泛应用。但目前Kinect传感器在深度图像的分辨率和颜色信息缺失以及对复杂手势运动的识别等问题上还需进一步完善。本文针对上述问题，对基于Kinect的手势识别进行详细分析。具体研究内容如下：（1）针对深度图像分辨率较低和图像颜色信息缺失的问题，提出一种基于深度信息和彩色信息融合的图像分割方法。通过Kinect传感器追踪定位

5、感兴趣的手势区域，进行深度图像彩色显示，在YCbCr彩色空间中建立椭圆阈值模型对手势分割图像进行二次分割，然后进行后处理。（2）为保证提取到分割图像手势的全部信息，提出一种Hu不变矩和HOG特征融合的特征提取方法。在提取全局变量Hu不变矩的7个特征向量的同时提取带有局部信息的HOG特征，通过实验测试，确定最优的权值参数，从而实现了全局特征与局部特征的有效融合，然后进行PCA降低维数，最后应用SVM分类器进行静态手势的分类识别。（3）针对复杂运动手势识别率不高问题，提出一种HMM和D-S证据理论的动态手势识别方法。在原有HMM基础上，采用手心轨迹不同时刻的切线角度和手势变化作为复

6、杂运动手势的特征，对于轨迹切线角度通过量化编码数来降低维数，然后完成HMM的参数模型训练，最后结合D-S证据理论，进行组合逻辑判定，进行动态手势识别。（4）为实现人手与计算机的交互行为和验证本文手势识别方法的有效性，建立了两套手势交互系统。建立了图形用户界面（GUI），通过动静态手势识别界面运用封装的相关算法对手势识别的准确性进行测试。关键词：手势识别；Kinect；肤色模型；隐马尔可夫模型（HMM）；人机交互IAbstractGesturerecognitionbasedoncomputervisionhasgraduallybecomeahotresearchinthefi

7、eldofhuman-computerinteraction.Therecognitioneffectlargelydependsontheresolutionofthecamera,themethodofgesturesegmentationandfeatureextraction,andtheselectionoftheclassificationmethod.Inrecentyears,gesturerecognitionbasedonKinectsensorhasbeenwidely