增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的手勢(shì)識(shí)別與交互技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR)是將虛擬物體疊加到真實(shí)環(huán)境中從而實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合效果的一項(xiàng)技術(shù)，它是在虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，近年來(lái)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，真實(shí)物體和虛擬物體除了要實(shí)現(xiàn)視覺(jué)上的融合之外，還要能夠?qū)崿F(xiàn)視覺(jué)交互和物理交互。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)重要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬信息之間直接自然的交互。而以人

2、手的自然行為觸發(fā)三維交互的相關(guān)研究在虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域有著重要的理論價(jià)值與應(yīng)用價(jià)值。
　　鑒于手勢(shì)具有直觀性、自然性的特點(diǎn)，本文主要涉及自然交互中的手勢(shì)交互。手勢(shì)交互已成為人機(jī)交互的一種重要手段。手勢(shì)軌跡則是按照某種規(guī)則識(shí)別出手勢(shì)表達(dá)的含義，手勢(shì)軌跡信息的應(yīng)用有很強(qiáng)的可移植和可擴(kuò)展性。傳統(tǒng)的基于視覺(jué)手勢(shì)軌跡識(shí)別研究包含了很多比較復(fù)雜的算法和圖像處理過(guò)程。本論文硬件部分主要采用了微軟開(kāi)發(fā)的Kinect體感設(shè)備。Kinect不僅可

3、以獲取到我們想要的深度和彩色圖像信息，而且可以將前景附近區(qū)域與背景進(jìn)行分割，達(dá)到減小背景對(duì)目標(biāo)的干擾的目的，幫助我們減少了圖像處理的細(xì)節(jié)。
　　在利用Kinect獲取深度信息的情況下，進(jìn)一步我們利用開(kāi)源的OpenNI開(kāi)發(fā)包對(duì)Kinect的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。通過(guò)OpenNI的手部分析模塊獲得手心位置，然后進(jìn)行手部位置跟蹤，得到手勢(shì)軌跡。在獲得手勢(shì)軌跡過(guò)程中對(duì)手心點(diǎn)進(jìn)行去抖動(dòng)，以提高手勢(shì)識(shí)別的正確率。利用一種更直接的方式確立手勢(shì)軌跡的起始