一种基于计算机视觉的手指特征识别算法研究及其fpga实现

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1、一种基于计算机视觉的手指特征识别算法研究及其FPGA实现为了提高视频图像中手指特征识别的精度和速度，提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法采用矩形模板平滑图像，用灰度阈值法提取0标边缘，实现对手指特征的准确识别。Matlab仿真结果表明，该算法受环境噪声影响较小，能清晰准确地分割出手指边缘。在FPGA平台上设计丫一套基于计算机视觉的手指特征识别系统，并对该系统的实时性、手指识别精度等性能进行了测试。测试结果表明，该系统的运行速度与摄像头摄取图像的速度基本同步，可满足系统对实时性要求。系统对手指位置识别的坐标偏差约为3个像素，基本满足系统对识别精度

2、的要求。己关键词：计算机视觉；手指特征识别；动态阈值算法；矩形模版TN911?34；TP37A10047373X(2017)12?0113?04Abstract：Inordertoimprovetheaccuracyandspeedofthefingerfeaturerecognitioninvideoimage，adynamicthresholdalgorithmbasedonrectangletemplateisproposed.Therectangletemplateisusedinthealgorithmtosmooththeimage,an

3、dthegraythresholdmethodisusedtoextracttheedgeofthetargettorecognizethefingerfeatureaccurately.TheMatlabsimulationresultsshowthatthealgorithmislightlyinfluencedbyenvironmentalnoise,andcansegmenttheedgeofthefingerclearlyandaccurately.Afingerfeaturerecognitionsystembasedoncomputer

4、visionwasdesignedonFPGAplatform.Itsreal?timeperformance,fingerrecognitionaccuracyandotherperformancesweretested.Thetestresultsshowthattherunningspeedofthesystemissynchronouswiththespeedofcapturingtheimagebycamera,whichcanmeetthereal?timerequirementofthesystem.Thecoordinatesdevi

5、ationofthefingerpositionrecognizedbythesystemisabout3pixels,whichcanbasicallymeetstheaccuracyrequirementofthesystem.Keywords：computervision；fingerfeaturerecognition；dynamicthresholdalgorithm；rectangletemplate?S着科学技术的飞速发展，人与计算机之问的交互活动越来越密切，并逐渐成为人们日常生活的秉要组成部分。传统触摸屏是现阶段一种最常见，也是最重要

6、的人机交互方式，其是通过一种附加在显示器表面的透明介质，依赖使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的输入控制［1?2］。目前，这种触摸屏技术已经相当成熟，但是，技术上不容易做到大尺寸，且成本相对较高，也易于破损。为了突破传统触摸屏这种人机交互方式的局限，把任何成像平面变成可用手指进行交互的系统，本文提出了一种基于计算机视觉的手指特征识别算法，并在FPGA平台上建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别硬件系统。这种基于计算机视觉的手指特征识别方法可为基于视觉的人机互动提供一种新的技术解决途径。其与传统触摸屏的区别在于，不需要在成像屏幕上安装任何特殊介质，使

7、用寿命得到大幅延长，应用范围有了很大扩展。1图像采集平台本文所采用的图像采集平台如图1所示，在任何与计算机连接的显示设备（如投影屏幕、等离子电视等）的左上角、右上角安装两个摄像头，通过这两个摄像头便可确定手指在屏幕上的二维坐标信息（xl，x2）。然后，将此坐标点传至计算机，并与Windows系统的鼠标程序关联即可实现人机交互功能。图2是图像采集平台的侧视图。其中虚线框表示摄像头视野中系统需要处理的区域，即手指出现的区域。2手指特征识别算法及仿真在系统实现过程中，如何从摄像头所拍摄的画面中准确地识别并提取出手指信息是其难点之一。在目前的图像处理技术中，

8、用于识别背景图案中H标物体的算法很多，本文在分析基于色彩聚类的肤色识别算法的基础上，结合课题特殊需求，提出一