[发明专利]基于距离向量的空中手势漫游控制方法

权利要求书

1.一种基于距离向量的空中手势漫游控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取和分析处理视频图像序列；

步骤二、检测五指张开手势和握拳手势，框定检测到的人手区域为感兴趣区域，并记录下用户开始控制的初始位置，以初始化控制区域；

步骤三、在感兴趣区域内对图像进行肤色分割算法操作，获取感兴趣区域内的肤色信息；

步骤四、在感兴趣区域内对相邻两帧的图像进行差分操作，得到感兴趣区域内人手的运动信息；

步骤五、由所述步骤三和步骤四得到的人手肤色信息和运动信息计算得到每一帧图像中人手的位置坐标信息；

步骤六、确定界面中的手势运动方向和运动速率；

步骤七、界面中的手势按照步骤六中确定的方向和速率做出相应的响应，使手势漫游。

2.根据权利要求1所述的基于距离向量的空中手势漫游控制方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：

步骤A、利用Adaboost算法训练得到的固定手势检测分类器检测五指张开手势和握拳手势；五指张开手势和握拳手势的分类器分别由正样本集和负样本集训练得到，所述样本集中包含了在不同背景、不同光照条件、不同人的手势样本图片，所述负样本集同样包含了在不同背景、不同光照条件下的图像，但其中不包含手势；

步骤B、使用Haar-like特征和积分图像对样本图像的特征进行提取计算，每一轮训练得到的弱分类器具有不同的权值，识别率高的弱分类器具有更大的权重，识别率低的弱分类器权重则低，多轮训练后把得到的若干个弱分类器联合起来得到一个识别成功率较高的强分类器，将训练得到的多个强分类器组成一个级联结构的分类器，具有很高的检测成功率；

步骤C、使用训练得到的分类器对图像中五指张开和握拳两种手势进行检测，在成功找到人手区域后，记录下人手区域所在的矩形位置信息，其左上角为（x₀,y₀），宽为w，高为h；设定该矩形区域为感兴趣区域，同时得到人手的中心位置点(x_c,y_c)，其中x_c=x₀+0.5*w，y_c=y₀+0.5*h，记录人手的中心位置点，作为用户开始控制的初始位置，以确定初始位置点，并初始化圆环控制区域。

3.根据权利要求1所述的基于距离向量的空中手势漫游控制方法，其特征在于，所述步骤三包括以下步骤：

步骤Ⅰ、根据肤色样本分析，人手肤色在YCrCb颜色空间具有很好的聚类性，除去亮度Y的影响，肤色的Cr和Cb通道都集中在一小块椭圆区域内，YCrCb颜色空间与RGB颜色空间的转换关系如下：

Y=0.257R+0.504G+0.098B+16，

Cb=-0.148R-0.219G+0.439B+128，

Cr=0.439R-0.368G-0.071B+128，

根据人手肤色样本集分析，人手肤色Cr、Cb通道的阈值：

Thres(Cb,Cr)={Cb,Cr│95<Cb<139,122<Cr<167}，

其中，Thres(Cb,Cr)表示阈值；

步骤Ⅱ、把视频序列中得到的RGB图像先转换为YCrCb颜色空间上的图像，再利用阈值Thres(Cb,Cr)对图像进行肤色分割，得到肤色的二值图像，即：

其中，Thres(Cb,Cr)表示阈值。

4.根据权利要求1所述的基于距离向量的空中手势漫游控制方法，其特征在于，所述步骤四中，对在感兴趣区域内对相邻两帧的图像进行差分操作的操作方法为：设I_t为当前帧图像，I_t-1为前一帧图像，计算得到两帧图像的差分结果I_diff=I_t-I_t-1，并对差分结果作二值化处理，即：

并对差分结果进行图像形态学的处理。