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1、第二十届冯如杯参赛作品项目论文第一作者：杨奎其他作者：宋国宾石迪指导老师：祝世平所在院系：仪器科学与光电工程学院二〇一〇年四月基于机器视觉的虚拟外设第一作者：杨奎其他作者：宋国宾石迪指导老师：祝世平所在院系：仪器科学与光电工程学院手机：15810541760电子信箱：421048688@.qq.com申请日期：2010-4-5摘要机器视觉是指计算机模拟人眼完成对客观三维世界的视觉认知。完整的机器视觉系统包括光源，摄像头与镜头，图像采集卡，处理软件，被控设备等。基于视觉的虚拟外设通过对手部，人脸等的跟踪与识别，模拟传统计算机外部设备，例如：键盘、鼠标，对计算机进行控制。基于机器视觉的虚拟
2、外设与传统的鼠标键盘相比，具有非接触性等优势，是一种更加自然的人机交互方式，因而具有较高的应用价值，是近年来国内外研究的热点。稳定可靠的虚拟外设可广泛用于虚拟现实，计算机游戏等领域。本项目的主要工作是设计实现一套单目视觉下基于手势识别与跟踪的虚拟鼠标，并尝试用他们代替传统的鼠标工作。为此本文改进了传统肤色模型，在此基础上利用前景分割和肤色直方图反演完成手部区域分割;用朴素贝叶斯分类器对手轮廓的PGH直方图进行分类，完成静态手势识别;通过轮廓中心矩获得手的运动轨迹,实现手的实时跟踪;并以此为基础开发完成虚拟鼠标等应用。我们还将对虚拟鼠标的实用型进行评估，尝试用虚拟鼠标取代传统鼠标，完成单
3、双击，拖拽，以及游戏控制等功能。最后，本文将对整个项目做出总结，并明确未来改进方向。关键字：肤色模型，手势识别，机器视觉，虚拟外设iAbstract：Machinevisionmeansacomputercompletingthevisualcognitiontorecognizethree-dimensionalworldbysimulatinghumaneyes.Anintegratedmachinevisionsystemincludeslightsource,cameraandlens,imageacquisitioncard,processingsoftware,contro
4、lledequipmentandsoon.Bymeansoftrackingandidentifyingthehumanhandsandfaces,thevision-basedvirtualperipheralscansimulatetheexternaldeviceofthetraditionalcomputer,suchaskeyboard,mouse,thusitcancontrolthecomputer.Comparedwiththetraditionalmouseandkeyboard,themachinevision’svirtualperipheralhastheadv
5、antagesofnon-contactandsoon,basedonwhich,itisamorenaturalhuman-computerinteraction,asaresult,itisofalargevalueandbecomingtheresearchhotspotinrecentyearsathomeandabroad.Thestableandreliablevirtualperipheralscanbeusedinvirtualreality,computergamesandotherfields.Themainworkofthisprojectistodesignav
6、irtualmouse,andtrytouseittoreplacethetraditionalmousebyamonocularvision-basedgesturerecognitionandtracking.Inorderthat,thispaperimprovedthetraditionalskincolormodelinthefirststep,andthenmadeuseofthesplitofoutlookandthecolorhistograminversiontocompletethehandsegmentation.Itclassifiesthehistogramp
7、rofileofPGHwithanaiveBayesianclassifiertocompletethestaticgesturerecognitiononthatbasement.What’smore,weutilizetheoutline’scentralmomentstoobtainthetrajectoryofthehandandachievebetimestracking.Afterallofthat,wedevelopitintoa
