[发明专利]动态手势识别方法及系统

说明书

本发明公开一种动态手势识别方法及系统，首先通过硬件控制摄像头采集图像；然后通过ROI硬件加速器提取图像中感兴趣区域ROI；采用软件方法检测人脸区域中的肤色区域并确定肤色区域图像；获取肤色区域图像中的手部图像；获取手部图像中的皮肤轮廓和质心，并根据质心位置标记手势运动轨迹；最后与手势轨迹模板进行匹配并根据匹配结果确定手势识别结果。本方法采用两个处理器分别控制图像采集和处理，进行了软硬件划分，且在对手势图像进行肤色检测之前，进行了基于人脸检测的ROI提取及尺寸归一化，一方面减小了背景区域对后续图像处理的影响，另一方面因图像尺寸减小而提高识别速度，识别正确率可达90％以上，识别速度在1秒左右，具有较高的可靠性和实用价值。

技术领域

本发明涉及手势识别技术领域，特别是一种动态手势识别方法及系统。

背景技术

近年来，由于计算机技术、模式识别、人工智能等技术的飞速发展，基于视觉的手势识别技术越来越受到国内外更多相关研究机构和学者的关注。手势识别这个术语指的是跟踪人类手势、识别其表示的语义并转换为有意义的命令的整个过程，手势识别的研究旨在设计和开发可以将用于设备控制的手势识别为输入并且通过将命令映射为输出的系统。

基于增强现实多人协同研讨，通过技术集成实现在线的手势识别演示系统，为多人协同交互式增强现实系统应用提供技术支撑。这是一种利用摄像头捕获无标记手势视频，然后对其内容进行分析，进而实现手势识别的技术。这种技术的用户体验非常好，不需要佩戴数据手套，也不需要对人手做任何标记，合乎人类生活习惯，实时性较强，准确率比较高。但是这种方法鲁棒性有待加强，对手所处的环境有要求，易受到复杂多变的背景影响。

急需一种能克服环境影响且手势识别准确、高效、稳定的手势识别方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动态手势识别方法及系统，该方法利用分别由两个处理器控制搭建的软硬分离来进行图像采集和处理，正确率高和速度快。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的动态手势识别方法，包括以下步骤：

S1：第二处理器通知第一处理器启动摄像头采集动态手势图像，并将图像存储到内存中；

S2：ROI硬件加速器从内存中读取原始图像并提取图像中感兴趣区域ROI以及进行尺寸归一化，并将归一化之后的ROI图像存储到内存中；

S3：第一处理器从内存中读取ROI图像并根据共享寄存器中配置的参数确定肤色区域；

S4：第一处理器获取肤色区域图像中的手部图像；

S5：第一处理器获取手部图像中的皮肤轮廓和质心，并根据质心位置标记手势运动轨迹；

S6：第一处理器将得到的标记手势运动轨迹与手势轨迹模板进行匹配并根据匹配结果确定手势识别结果；

S7：第一处理器将识别结果写入共享寄存器，第二处理器从共享寄存器读取结果并通过串口传输到上位机中。

进一步，所述步骤S2中的感兴趣区域是按照以下步骤进行的：

配置共享寄存器中的归一化尺寸参数；

启动ROI硬件加速器，并从内存中读回原始图像数据；

检测原始图像中的人脸区域，并计算人脸区域的宽度L；

将人脸区域的边界扩展至预设区域作为ROI区域，并进行图像截取；

根据共享寄存器中配置的参数对ROI图像进行尺寸归一化处理；

将归一化后的图像数据存储到内存中。

进一步，所述共享寄存器的配置包括摄像头控制寄存器的配置和归一化寄存器的配置；