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基于计算机视觉的多点触摸技术研究与实现

作　者: 黄文秀
导　师: 刘宏
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 人机交互计算机视觉多点触摸多用户手势识别 Blob 二分图最优匹配
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

多点触摸技术是自2007年起兴起的一项多路输入技术,是计算机人机交互领域的一项重要创新。多点触摸技术提供了良好的用户体验,在社会服务领域有着很大的应用潜力,且其相关技术的推广应用甚至正作为一个新兴产业在蓬勃发展,具有明显的商业价值和十分诱人的发展前景。多触摸技术的实现方案之一是基于计算机视觉技术。这种实现方案具有成本低廉、易于扩展的特点,尤其适合于大型的互动场合应用。主要研究工作和创新点如下:介绍了几种常用的多点触摸技术的实现原理,研究与讨论了多点触摸技术实现中的一般理论和技术性问题,并基于计算机视觉技术和红外光学技术实现了一个完整的多点触摸系统。该系统的体系架构可以划分为六个层次。若将系统建立成C/S模型,则系统包含一个通用的输出触摸事件的服务端驱动,和多个支持多点触摸输入的客户端应用程序。介绍了多路触摸信号检测模块各个流程的实现方法,其中提出了一种基于Blob的触摸信息分析方法,使得系统能感应多触摸点的二维坐标和压力信息。讨论了多触摸点运动分析技术。采用了一种将视频帧间的多目标运动跟踪问题归约到帧间触摸点匹配问题的新方法,在该方法的基础上首次提出一种基于二分图最优匹配的方法来解决帧间触摸点的匹配问题。实验证明,该算法能正确地判断多触摸点的运动状态,且能满足实时性的要求。讨论了多触摸技术中的多用户判别技术。采用了一种面向应用对象的多用户判别策略,研究并实现了支持单用户的鼠标模拟技术,及支持多用户的多指移动、双指缩放、双指旋转及压力感应等多触摸手势的识别方法。经过实验验证,提出的相关算法和策略能实现多用户多触摸手势识别功能,且实时性强,交互方式人性化,具有市场推广和应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的研究背景、目的和意义  8-9
  1.2 多点触摸技术的相关定义  9
  1.3 多点触摸技术的研究概况  9-13
  1.4 本文主要研究内容  13-14
  1.5 本文结构安排  14-15
2 相关技术及基础理论介绍  15-23
  2.1 摄像机标定  15-19
  2.2 图像去噪  19
  2.3 图像分割  19-21
  2.4 图论相关知识  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 本课题的多点触摸系统设计方案  23-28
  3.1 系统的硬件架构设计  23-24
  3.2 红外图像上触摸点的检测原理  24
  3.3 系统的体系架构层次  24-26
  3.4 系统的C/S 驱动模型  26-27
  3.5 本章小结  27-28
4 基于Blob 的多路触摸输入信号检测  28-38
  4.1 多路触摸信号检测的一般流程  28
  4.2 基于多参考点透视变换的图像校准  28-31
  4.3 基于高斯滤波的图像去噪  31-32
  4.4 基于自适应阈值算法的触摸区域分割  32-35
  4.5 基于Blob 的信息提取与分析  35-37
  4.6 本章小结  37-38
5 基于图论的多触摸点运动跟踪  38-53
  5.1 Finger 事件机制  38-40
  5.2 传统的运动跟踪算法  40-41
  5.3 触摸点匹配方法  41-44
  5.4 触摸点匹配问题的图论建模  44-45
  5.6 二分图最优匹配问题的求解方法研究  45-47
  5.7 Kuhn-Munkres 算法  47-50
  5.8 实验结果  50-52
  5.9 本章小结  52-53
6 多点触摸手势识别  53-59
  6.1 多点触摸手势识别的一般流程  53-54
  6.2 单用户鼠标模拟手势  54-55
  6.3 多用户多触摸手势识别  55-56
  6.4 实验结果  56-58
  6.5 本章小结  58-59
7 结束语  59-61
  7.1 总结  59
  7.2 后续工作  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

基于计算机视觉的多点触摸技术研究与实现

内容摘要

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