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增强现实系统中的手势识别与交互技术研究

作　者: 申凯
导　师: 戴青
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 增强现实手势识别模拟系统傅立叶描述子
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 456次
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内容摘要

增强现实技术是虚拟现实技术的一个重要分支,它把计算机生成的虚拟信息叠加到真实场景中,并借助显示设备将虚拟对象与真实环境无缝整合,呈现给使用者一个感官效果真实的环境。手势中含有大量的交互信息而且符合人的认知习惯,是人们生活中一种自然而直观的人际交流模式。随着人机交互逐渐向以人为中心转移,对手势识别的研究成为人们研究的热点。基于手势识别的人机交互通过计算机提供一种有效而准确的机制将手势这种自然、直观的交流方式引入到人机接口中,用户直接以人手作为计算机的输入设备,人机间的通讯将不再需要中间的媒体。利用手势识别实现人机交互,可以帮助聋哑人与平常人进行交流,实现人的认知空间和计算机计算空间之间的平滑过渡,改善人机交互方式。本文针对在维修训练模拟系统中如何提高模拟场景的真实感和应用新颖方便的交互手段,研究了增强现实和手势识别技术,设计出具有手势交互功能的增强现实系统。原有的维修训练系统设计了简化的手势模型,通过对参训人员的手指数目进行判断和运算可识别两种手势,本文运用新的手势识别的方法,采用对参训人员整只手进行识别的方式,利用手势图像属性特征对输入手势进行预处理,计算手势边界点序列的傅立叶描述子,获得手势的特征向量;通过计算输入手势与数据库中样本手势的欧氏距离和类似度,实现系统中四种手势的识别;系统根据识别结果实时绘制辅助图片,利用增强现实的注册技术实现系统虚拟叠加功能。经过测试与实验,该系统将增强现实技术与手势识别技术结合起来实现手势交互功能,提高了训练效果,满足了模拟维修训练的需求。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章引言  8-10
  1.1 课题来源及意义  8-9
  1.2 研究现状  9
  1.3 论文的组织  9-10
第二章增强现实技术与手势识别技术  10-23
  2.1 增强现实技术  10-14
    2.1.1 增强现实技术的概念  10-11
    2.1.2 增强现实技术的应用  11-14
  2.2 AR显示技术  14-16
    2.2.1 头盔显示器显示  14-16
    2.2.2 其它显示方式  16
  2.3 AR跟踪技术  16-19
    2.3.1 基于跟踪器的跟踪技术  16-17
    2.3.2 基于视觉的注册技术  17-18
    2.3.3 注册误差  18-19
  2.4 手势识别技术  19-23
    2.4.1 手势识别过程  19-21
    2.4.2 手势识别方法  21-23
第三章增强现实系统的设计  23-33
  3.1 系统构成  23-24
  3.2 系统功能结构  24
  3.3 系统工作流程  24-25
  3.4 跟踪模块  25-30
    3.4.1 虚实注册  25-29
    3.4.2 二维增强  29-30
  3.5 手势识别模块  30-33
第四章手势识别模块的关键技术与实现  33-46
  4.1 图像的预处理  33-37
    4.1.1 图像灰度化  33-34
    4.1.2 图像平滑  34-36
    4.1.3 图像二值化  36-37
  4.2 手势轮廓提取  37-38
  4.3 基于傅立叶描述子的特征提取  38-40
  4.4 手势交互的实现  40-41
  4.5 实验结果  41-46
    4.5.1 测试实验环境  41
    4.5.2 测试结果及结论  41-46
第五章结束语  46-47
  5.1 论文的工作总结  46
  5.2 未来的研究方向  46-47
参考文献  47-50
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  50-51
致谢  51

增强现实系统中的手势识别与交互技术研究

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