[发明专利]一种手部运动跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种手部运动跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，采集图像以获取图像序列；

步骤S2，获取所述图像序列中预定图像帧之间的帧差，依据帧差进行运动分割以获取当前的运动区域，所述当前的运动区域包括联通的二值化运动区域及多个联通区块；

步骤S3，自所述运动区域中提取当前图像帧的目标区域；

所述步骤S3包括：

对于得到的多个所述联通区块，分别计算与上一帧跟踪结果附近搜索域中的联通区块的重叠率，选取重叠率最高的联通区块作为当前图像帧的目标区域；

所述步骤S3还包括：

步骤S31，获得五个联通区块：第n-1帧的跟踪结果中的第一联通区块，第n-1帧的跟踪结果附近搜索域中的第二联通区块，当前第n帧的目标区域在搜索域中的第三联通区块，所述第一联通区块与所述第三联通区块的交集为第四联通区块，所述第二联通区块与所述第三联通区块的交集为第五联通区块；

步骤S32，获得第n-2帧的第一跟踪结果中心，第n-1帧的第二跟踪结果中心；第三联通区块的第一质心，第四联通区块的第二质心，第五联通区块的第三质心；

步骤S33，根据所述第一跟踪结果中心、所述第二跟踪结果中心、所述第二质心、所述第三质心调整所述第一质心，得到跟踪结果；记录当前第n帧的跟踪结果中的第六联通区块，当前第n帧的跟踪结果附近搜索域中的第七联通区块；

步骤S4，在所述目标区域进行目标跟踪以得到当前图像帧的跟踪结果；

步骤S5，在所述当前图像帧的跟踪结果附近的搜索域中进行手势检测以纠正所述跟踪结果。

2.根据权利要求1所述的手部运动跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：

步骤S21，计算二值帧差：获取第n-1帧的像素灰度与第n-2帧的像素灰度之间的帧差作为第一帧差，取得所述第一帧差大于0的第一像素点集合；获取第n帧的像素灰度与第n-2帧的像素灰度之间的帧差作为第二帧差，取得所述第二帧差中的第一像素点集合部分作为第二像素点集合；获取所述第二像素点集合中像素大于第一设定阈值的第三像素点集合；

步骤S22，对于得到的所述第三像素点集合的帧差图像进行图像处理以得到当前运动图；

步骤S23，对获得的所述当前运动图进行联通域处理，找到联通的二值化运动区域及多个联通区块。

3.根据权利要求2所述的手部运动跟踪方法，其特征在于，所述重叠率通过以下公式计算：

其中，H3为当前图像帧的目标区域在搜索域中的区块；

H1为上一图像帧的跟踪结果中的联通区块；

H2为上一图像帧的跟踪结果附近搜索域中的联通区块；

overlap为重叠率。

4.根据权利要求3所述的手部运动跟踪方法，其特征在于，所述步骤S33的具体步骤包括：

步骤S331，根据所述第一跟踪结果中心、所述第二跟踪结果中心计算估计运动方向及速度；

步骤S332，根据所述运动方向及速度计算权重矩阵和中心权重，调整所述第一质心为调整后的第一质心；

步骤S333，根据所述第二质心、所述第三质心校正调整后的第一质心，得到最终质心为跟踪结果。

5.根据权利要求4所述的手部运动跟踪方法，其特征在于，所述步骤S331通过以下公式得到运动方向以及速度；

其中，p1_x和p1_y分别为第一跟踪结果中心C1的横向坐标和纵向坐标；p2_x和p2_y分别为第二跟踪结果中心C2的横向坐标和纵向坐标；ν为运动的速度；y为连接第一跟踪结果中心C1和第二跟踪结果中心C2的速度方向直线的直线函数；x为横向坐标的变量；b为一常数；Rect.width为搜索域的宽度；

Rect.height为搜索域的高度。