[发明专利]基于方向运动历史图及竞争机制的手挥运动方向判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉手势识别技术领域，尤其涉及的是一种基于方向运动历史图及竞争机制的手挥运动方向判定方法。

背景技术

手势交互是一种自然、直观的人机交互方式，将手势直接作为计算机的输入，人机间的通讯将不再需要媒介。手势识别是手势交互的技术基础，视觉手势识别由于其简单易行，目前是手势识别技术的主流。

视觉手势识别虽然是手势识别的主要发展方向，但是还存在很多问题，比如易受背景变化、光照变化、运动噪声的影响，手本身也容易发生非刚体变形，手势中有很多冗余不必要的信息等。如何克服手势识别中这些技术困难，使其能充分应用以改变未来人机交互模式，是手势交互技术的关键问题。

视觉手势识别一般通过摄像头采集手势视频流数据。目前，视频摄像头分为2D摄像头和3D摄像头。3D摄像头获得的是手势的三维信息，比如微软推出的kinect就可以采集3D手势信息，但是其成本贵不利于普及。因此研发基于廉价的USB 2D摄像头的手势识别技术，具有积极意义

但是由于手是非刚体物体，且手势跟踪一般基于肤色进行，导致这种基于跟踪的方法不稳定，易受环境光照、及背景色的干扰，无法形成正确的跟踪轨迹。

目前，也出现了利用运动历史图来进行手势运动方向判定的方法。这种方法首先利用帧差法生成手挥运动历史图，然后计算其梯度向量来获取运动方向。这种方法的主要问题是：无法克服手挥动时的运动覆盖问题；容易受运动噪声的影响，导致方向判断及其不稳定。

通过手上下左右挥动来直接控制菜单或调节某些功能，是手势交互的一种快速广泛的应用模式。此时，正确判定手上下左右运动的方向将是该种手势交互的技术基础。

现有的手势运动方向判定主要是基于手势运动跟踪，通过跟踪手势，计算手位移距离从而判定其运动方向的方法。

1、方向判定依赖于手势跟踪的效果，而跟踪易受光照变化、人脸肤色及手变形的影响，效果差，不稳定；

2、跟踪算法复杂，速度慢，不能快速判定手挥方向。

利用运动历史图来进行手势运动方向判定的方法。这种方法首先利用背景差或帧差法生成运动历史图，然后计算其梯度向量来获取运动方向，优点是速度快。

1、无法克服手挥动时的运动覆盖问题；

2、容易受运动噪声的影响，导致方向判断不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于方向运动历史图及竞争机制的手挥运动方向判定方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于方向运动历史图及竞争机制的手挥运动方向判定方法，包括以下步骤：

A1、从视频流中获取当前运动图像，建立肤色概率模型，作为手挥过程中手肤色提取的依据，在HSV颜色空间，统计大量肤色与非肤色信息，建立归一化的H-S肤色直方图，用于后续视频帧图像的肤色分割，肤色提取的阈值概率设定为0.85，当前帧的肤色概率图Skin(x,y,t)=Skin(x,y,t),Skin(x,y,t)≥0.850,other;]]>获取当前视频运动图像的三帧差图像，将肤色概率图与帧差结果相乘后的数据经中值滤波器进行滤波，得到当前的手势区域灰度图