基于FPGA的手势识别技术研究.pdf

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1、分类号：型鱼!L丝密级：亘公珏编号：Q墨!QQ鱼基于FPGA的手势识别技术研究THERESEARCHOFGESTURERECOGNITIONTECHONLoGYBASEDoNFPGA学位授予单位及代码：拯查理工太堂(!Q!璺鱼)学科专业名称及代码：信星皇通信工程(Q璺!Q2论文起止时间：2Q121Q鱼二2Q!曼!12长春理工大学硕士(或博士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士(或博士)学位论文，《基于FPGA的手势识别技术研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集

2、体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：Ⅶ皿年立月出长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定’’，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存和汇编学位论文。作者签名：主止豳导师签名：√纽址年三月盘日2型年』月茎，日摘要人机交互的方式已逐渐趋于简单、人性化，手势识别作为交互方式的一种已成为一项重要的研究课题。电视机在人们的生活中是一种必不可少的家用电器，看电视占据着各种休闲活动中的重要位置。因此，如何更加便捷、有效的控制电视机已经成为了一个越来越热点的话题。使用徒手手势的方式来替代传统遥控器控制电视机有着重要的研究意义和应用前景。FPGA进行图像处理已成为一种发展趋势，本文采用FPGA进行手势识别算法的实现，提高了图像处理的速度和系统整体性能。首先，对手势识别技术的算法进行了研究，

4、识别过程主要包括预处理、手势分割、手势特征提取以及匹配识别。其中对分割算法进行了分析，研究了分割效果较好的肤色模型法，在肤色聚类特性较好的YCbCr空间建立肤色阈值模型进行分割。深入研究了Hu矩及手势面积周长比作为特征参数，匹配识别部分对模板匹配算法进行了研究。其次，对手势识别系统进行了硬件设计，设计了视频解码电路将手势图像转换为数字信号。图像存储电路采用两片SRAM存储器设计了乒乓存储结构，实现了数据间的无缝缓存。VGA显示电路通过编码芯片进行了搭建，将CCD采集到的手势图像显示在VGA上。最后，进行了手势识别算法的FPGA实现。预处理部分采用流

5、水线结构设计了快速中值滤波模块。采用ROM查找表的方式进行了手势分割。设计了最小值滤波器和最大值滤波器分别实现腐蚀和膨胀运算。设计了Sobel算子边缘检测模块提取了完整的手势轮廓。对传统提取7个不变矩特征作为特征向量的方法进行了完善，提出了手势面积周长比及7个不变矩组中的前4个Hu矩共同作为特征向量并完成了FPGA的实现，识别效果较好。匹配识别中实现了多维空问中的最小欧氏距离计算。本系统成功完成了基于FPGA硬件平台的手势识别且识别结果得到了验证。关键词：FPGA，手势图像处理，手势分割，特征提取，手势识别ABSTRACTThewayofhuman

6、-machineinteractionhasgraduallytendtobecomingasimple，humanistic，thetechnologyofhandgesturerecognitionasaninteractivemodehasbecomeaimportantresearchsubject．Televisionisanessentialhouseholdapplianceinpeople’Slives，watchingTVoccupiesanimportantpositioninallkindsofleisureactivitie

7、s．So，thetopicofhowtobemoreconvenientandeffectivecontroloftelevisionishot．Usingfreehandgesturestoreplacethetraditionalremotecontroltocontrollingthetelevisionhasimportantresearchsignificanceandapplicationprospect．UsingFPGAtoprocessimagehasbecomeadevelopingtrend，thepaperusesFPGAt

8、orealizethearithmeticofgesturegecognitioninordertoimprovingth