基于草绘的图形手势识别系统方案

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1、word完美格式基于草绘的图形手势识别系统摘要：当今计算机辅助教学系统目前已在教学中大量应用，传统的数学几何教学过程中，老师们要在黑板上板书很多图形。这样首先增加了老师们的负担，其次，由于在人为作图过程中难免会出现一些不准确的地方，势必会造成学生们理解上的误差。因此，开发一个基于草绘的图形手势识别系统显的很有必要。本文主要就是介绍了一个简单的识别系统，由于作者水平有限，能力有限，开发目的也并非是开发一个完整的产品，而是实践软件开发过程以及熟悉图形图像知识体系，所以系统相对脆弱，存在着诸多功能和健壮性上等等的缺陷，并不能应用到实际当中。开发背景：首先为了研究基于

2、草绘的图形手势识别系统，参考阅读了大量的国内国外论文。目前来看，关于这方面的研究国外比较多，而国内相对较少，国内比较具有权威性的研究这方面的机构主要集中在中科院，浙江大学，以及中国传媒大学。通过查阅资料获知，最近的一篇关于手势识别系统的国内的论文是在2007年12份，中科院发表的《基于笔交互的智能动态几何可视化白板系统》的论文。论文比较详细的介绍了系统中可以实现的功能，总结如下：一，手绘的草图中可以识别的一些基本图形，包括：点，线，角，三角形，圆，矩形。二，可以实现动态几何的处理，例如：给定一个三角形，分别作出三条角平分线，那么我们固定三角形的两个顶点，随意拖

3、动另一个顶点，角平分线将始终相交于一点。本文中主要研究的是对基本图形以及一些手势的识别。当然通过查阅，发现了国外有很多关于草图，手势识别的算法，并且算法之间各不相同，在论文中会挑选出几种算法予以介绍。系统简介：基于草绘的图形手势识别系统主要实现的功能主要分为两部分，一：对基本图形的识别：包括直线，三角形，矩形，圆，菱形，椭圆。二：对一些复杂图形以及部分手势的识别：删除手势，球，圆柱，立方体。如图1。其中：球体用一个圆和圆内一点来表示，以此来区别和圆的表示。立方体用一直角加一斜线来表示，圆柱用一椭圆和一竖线表示，删除手势用波浪线来表示。精心整理学习帮手word完

4、美格式图1开发系统的知识能力状况：本系统打算在VisualC++6.0MFC框架下做，因为MFC已经提供了很多已有的对话框显示以及消息触发等的功能。而本人之前没有学习过C++,MFC基本上可以脱离C++编程语言模式。至少我用C语言的编程习惯基本能适应MFC的开发。当然由于本人确实没有C++的编程基础，加上对计算机图形学也是略懂一点，这势必导致了项目的不成熟和诸多错误。所以，本项目的出发点就是研究性学习，主要学习了国内外关于这方面的研究的现状，以及各种方法的比较，并比较之后总和选择了一个相对简单的实现方法，来完成这个系统。本项目的另一个目的也是感受，体验软件工程

5、的编程思想，为以后自己在项目开发中积累基础经验。系统设计的关键技术以及研究得到的算法：系统中主要的难点就是对用户输入的草图的识别。显然用户的不定性导致了每个人输入的图形的千差万别，同时由于在输入过程中鼠标的滑动带来的误差也势必导致输入图形的不精确性，这就需要我们对于这些草图进行识别。而项目中的关键技术就是如何识别出不同的输入，并且能保证误差处在一个可容忍的限定内。通过对国内外论文的搜集，总结出以下几种方法：算法一：JoaquimA.Jorge和ManuelJ.Fonseca发表的一篇论文《ASimpleApproachtoRecogniseGeometricS

6、hapesInteractively精心整理学习帮手word完美格式》中提到了一个识别算法，算法的基本思想是：当用户输入一些草图后，我们对草图进行处理，求出三个特殊的图形，草图所包围的封闭区域围成的图形，我们称这个图形为凸形，用ch表示；第二个图形是用户输入的草图的最小外围矩形，我们用er表示；第三个图形是用户输入的草图中的最大内接三角形，我们用lt来表示，相应的图形如图2；相应的这些图形的面积和周长，以前面加A或者L表示。凸形的面积就用Ach表示。图2确定了三个基本图形之后就可以根据这些图形的面积和周长比值范围来区分不同的输入。如图3和图4：图3精心整理学习

7、帮手word完美格式图4具体的比例对应关系如下：删除手势：Len/Pch，在这个比率关系上删除手势相对于其他的图形有着较大的区别，删除手势的比率在2~4之间，而其他的都在1.5一下。如图5所示：精心整理学习帮手word完美格式图5同理其他图形：圆如图6：图6线段：图7三角形：精心整理学习帮手word完美格式图8矩形：图9菱形和椭圆：精心整理学习帮手word完美格式图10本人认为这个算法相对比较好，比较简单，并且在处理不同的图形上，自由发挥度也比较大，但是同样难免会在个别图形的识别上存在这误差，比如在处理椭圆和菱形的时候，由于用户输入的要求误差较小，所以很难加以

8、清晰区分。算法二：DeanRubine