基于粒子濾波的手勢跟蹤算法研究.pdf

1、隨著人機(jī)交互技術(shù)(Human Computer Interaction,HCI)的發(fā)展,以及人們對智能友好人機(jī)交互的追求,手勢作為日常生活中使用廣泛的交流方式,具有自然直觀、易于學(xué)習(xí)等特點,必然被人們應(yīng)用到人機(jī)交互當(dāng)中。近年來,基于手勢識別的人機(jī)交互技術(shù)逐漸成為研究熱點,現(xiàn)已被應(yīng)用于許多機(jī)器人交互系統(tǒng)、智能家居等領(lǐng)域中。而手勢跟蹤作為動態(tài)手勢識別技術(shù)至關(guān)重要的一環(huán),對整個交互系統(tǒng)是否可用起決定性的作用。
　　 本文主要研究基于視

2、覺的手勢跟蹤技術(shù),嘗試設(shè)計一個實時準(zhǔn)確的基于粒子濾波的手勢跟蹤算法,克服粒子濾波跟蹤算法存在的粒子集小跟蹤不準(zhǔn)確、粒子集大跟蹤實時性差的矛盾,為實時的手勢識別奠定堅實的基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容包括復(fù)雜背景下的手勢跟蹤、觀測模型的構(gòu)造、自適應(yīng)類別K-means聚類算法等關(guān)鍵技術(shù),通過引入自適應(yīng)搜索窗口尺寸的均值漂移、自適應(yīng)類別的K-means聚類算法,我們對實時性差的粒子濾波算法做持續(xù)的改進(jìn)。
　　 本文首先給出一種基本的粒子濾波算法,

3、并綜述粒子濾波實現(xiàn)手勢跟蹤的優(yōu)勢與劣勢。然后針對其存在的準(zhǔn)確跟蹤必須使用大粒子集而導(dǎo)致實時性差的問題,提出一種粒子濾波結(jié)合兩次自適應(yīng)搜索窗口尺寸的均值漂移手勢跟蹤算法PF2MS,該算法對預(yù)測之后的粒子利用均值漂移對每個粒子進(jìn)行局部尋優(yōu),將粒子移到手發(fā)生運動可能性最大的位置,然后對估計的運動位置再次利用均值漂移尋找手的確切位置,通過這種方法達(dá)到準(zhǔn)確實時的手勢跟蹤,從而大大的減少了所需要的粒子數(shù)。最后,由于PF2MS算法進(jìn)行手勢跟蹤時存在大