[发明专利]基于手势的数字阅读方法及系统

权利要求书

1.一种基于手势的数字阅读方法，其特征在于，包括：

获取所有的自定义手势，将自定义手势中的其中一个作为起始手势，剩余手势中的每一个依次作为目标手势，依次进行起始手势转变为每一个目标手势的手势识别实验过程；其中，伸出一根手指的手势代表手势A、伸出两根手指的手势代表手势B、伸出三根手指的手势代表手势C、伸出四根手指的手势代表手势D、伸出五根手指的手势代表手势E，定义有效手势包括ABCDE；

获取手势识别实验过程的手势识别实验结果，将手势识别实验结果中起始手势和目标手势以外的手势设为过渡手势，建立起始手势与所有过渡手势的映射关系；其中，由于伸出五根手指的过程中会经历先伸出一根手指、两根手指、三根手指或四根手指的情形，即出现手势ABCD中的任意一个，若手势识别实验结果中出现手势ABCD，则将ABCD作为过渡手势，建立起始手势与ABCD的映射关系；

进行数字阅读时，连续获取手势识别真实结果；

若当前手势识别真实结果与上一次手势识别真实结果相同或存在映射关系，则获取当前手势识别真实结果对应手势的持续时间；在当前手势识别真实结果对应手势的持续时间达到设定值之前，放弃执行当前手势识别真实结果对应的手势；在当前手势识别真实结果对应手势的持续时间达到设定值时，立即执行当前手势识别真实结果对应的手势并对持续时间清零；

若当前手势识别真实结果与上一次手势识别真实结果不同且不存在映射关系，则立即执行当前手势识别真实结果对应的手势。

2.如权利要求1所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，设定值为1S。

3.如权利要求1所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，获取手势识别实验结果或手势识别真实结果的步骤包括：

获取视频图像并从视频图像的背景中分割出手势图像；

将分割后的手势图像二值化，转化到规定大小的图像；

提取图像的HOG特征和Hu矩，将HOG特征和Hu矩合并为融合特征向量；

使用PCA算法对融合特征向量进行降维处理；

使用训练好的SVM分类器完成对降维处理后融合特征向量的分类，得到手势识别结果。

4.如权利要求3所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，获取视频图像并从视频图像的背景中分割出手势图像的步骤包括：

获取视频图像并进行手势运动跟踪，获取运动的手部所在区域；

对手部所在区域进行肤色分割，通过对二值化的分割图像采用边界扫描以得到手势图像。

5.如权利要求3所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，使用PCA算法对融合特征向量进行降维处理的步骤包括：

对融合特征向量进行征归一化处理；

计算样本特征的协方差矩阵；

采用奇异值分解的算法计算协方差矩阵的特征值和特征向量，获得降维矩阵；

通过降维矩阵将样本映射到低维空间上。

6.如权利要求3所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，获取手势识别实验结果或手势识别真实结果的步骤还包括：

若SVM分类连续多帧手势图像的结果一致，则将结果一致的多帧已二值化的手势图像添加到一个已分类正确的图像队列中，当下一次获取已二值化的手势图像，将该手势图像与图像队列中每个手势图像相与，如果重复面积都占图像队列中所有手势图像和自身图像面积的95％以上，则不对该手势图像进行分类，使用图像队列的分类代表该手势图像的识别结果。

7.如权利要求6所述的基于手势的数字阅读方法，其特征在于，获取手势识别实验结果或手势识别真实结果的步骤还包括：

将未进行SVM分类的手势图像添加到对应的图像队列中。

8.一种基于手势的数字阅读系统，其特征在于，包括：

手势识别实验模块，用于获取所有的自定义手势，将自定义手势中的其中一个作为起始手势，剩余手势中的每一个依次作为目标手势，依次进行起始手势转变为每一个目标手势的手势识别实验过程；其中，伸出一根手指的手势代表手势A、伸出两根手指的手势代表手势B、伸出三根手指的手势代表手势C、伸出四根手指的手势代表手势D、伸出五根手指的手势代表手势E，定义有效手势包括ABCDE；

映射关系建立模块，用于获取手势识别实验过程的手势识别实验结果，将手势识别实验结果中起始手势和目标手势以外的手势设为过渡手势，建立起始手势与所有过渡手势的映射关系；其中，由于伸出五根手指的过程中会经历先伸出一根手指、两根手指、三根手指或四根手指的情形，即出现手势ABCD中的任意一个，若手势识别实验结果中出现手势ABCD，则将ABCD作为过渡手势，建立起始手势与ABCD的映射关系；

识别结果获取模块，用于进行数字阅读时，连续获取手势识别真实结果；

识别结果执行模块，用于若当前手势识别真实结果与上一次手势识别真实结果相同或存在映射关系，则获取当前手势识别真实结果对应手势的持续时间；在当前手势识别真实结果对应手势的持续时间达到设定值之前，放弃执行当前手势识别真实结果对应的手势；在当前手势识别真实结果对应手势的持续时间达到设定值时，立即执行当前手势识别真实结果对应的手势并对持续时间清零；

识别结果执行模块还用于若当前手势识别真实结果与上一次手势识别真实结果不同且不存在映射关系，则立即执行当前手势识别真实结果对应的手势。