一种时空多尺度适应的手势识别方法研究

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1、一种时空多尺度适应的手势识别方法研究雛鵬鈕mu北工业大学计算机学院西北工业大学软件与微电子学院摘要：手势交互作为一种自然便捷的交互方式，在智能家居和智能交通等领域具有日益广泛的应用前景。由于手势行为发生的速度、空间约束和用户差异的影响，同一语义手势表现出具有不同吋间和空间尺度的多形态特征，这给保障手势识别的准确率带来丫挑战。提出了一种基于动态时间规整DTW（DynamicTimeWarping）方法的时空多尺度手势识别方法SDTW（Spatial-TemporalDynamicTimeWarping）,该方法通过对空间形态数据进行分箱操作来达到适应一定程度空间尺度变化的能力。因此，S

2、DTW方法不仅具备DTW方法的时间尺度适应性，而且扩展了空间尺度适疲性。文中实现了一个基于智能手机加速度传感设备的SDTW手势识别原型系统。实验测试验证Y所提方法能够有效提升手势识别的准确率。关键词：手势识别;手势交互;DTW;SDTW;时空尺度;作者简介：王海鹏（1975-）,男，博士，副教授，CCF会员，主要研究方向为人机交互、机器学习;E-mail:haipeng@nwpu.edu.cn;作者简介：龚岩（1992-），男，硕士生，主要研宂方向为人机交互；作者简介：刘武（1993-）,男，硕士生，主耍研究方向为人机交互；作者简介：李泽（1992-）,男，硕士生，主要研究方向为人机

3、交互；作者简介：张思美（1995-）,女，硕士生，主要研究方向为人机交互。收稿日期：2016-10-14基金：屮兴通讯产学研合作项AStudyonSpatial-TemporalMultiscaleAdaptiveMethodofGestureRecognitionWANGHai-pengGONGYanLIUWuLIZeZHANGSi-meiSchoolofComputerScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity;SchoolofSoftwareandMicroelectronics,NorthwesternPolytechnicalUn

4、iversity;Abstract：Humangestureisanaturalandefficientwayofhumancomputerinteraction.Tthaswideapplicationsinsmarthomeandintelligenttransportation.Thegestureswithidenticalsemanticmayhavemultiplepresentationsintemporalandspatialdimensions,duetoitsderivativesongesturespeed,spatialconstrains,andtheuse

5、rdemographics.Allofthesebringasignificantchallengetotherecognitionprecision.Thisarticlepresentedanoveldynamictimewarping(DTW)basedrecognitionapproachspatial-temporaldynamictimeweirping(SDTW)，whichappliesadecentralizedslotmethodtoachievebothadaptivenesstospatialancltemporalmulti-scale.Asmartphon

6、e-basedprototypesystemisdeveloped,whichexploitstheaccelerometertocapturethegestureandappliesSDTWtodogesturerecognition.TheexperimentshowsthattheSDTWcanpromotetherecognitionprecisioneffectively.Keyword：Gesturerecognition;Gestureinteraction;DTW;SDTW;Spatial-temporalscale;Received：2016-10-141引言手势交

7、互是一种新型的人机交互手段，它具有自然、便捷的犄点，可实现人与计算机之间更为直观的信息交互。随着智能手表和手机等可穿戴便携设备的普及，利用这些设备上类型丰富的传感设备，能够获取准确且连续的手势动作数据，这对推动手势交互的发展，特别是应对高效、简单而快捷的交互任务的执行，提供丫新的有效手段。因此，棊于智能手机的手势交互行为识别技术得到了越来越多的关注。在利用智能手机惯性测量革元(InertialMeasurementUnit,1MU)进行手势识别的过程中，由