基于Kinect深度信息的手势识别

【摘要】随着计算机技术的发展，人机交互一直朝着人性化与简单化的方式不断的持续发展，而手势识别是人机交互的一个重要方式。相比较鼠标，键盘等接触式的操作方式，自然而直观的手势更符合人的自然行为。基于计算机视觉手势识别技术对环境背景要求高，通过Kinect传感器获取的深度图像可以解决该问题。因此研究基于深度信息的手势识别对提高人机交互效果，推动人机交互技术在各行各业的应用具有重要意义。本文对基于深度信息的手势识别进行了较深入的研究，开发了一个手势识别系统，研究内容如下：首先，分析了手势识别研究的背景及意义、国内外的研究现状，给出了常用的几种手势识别算法。其次，研究了Kinect传感器内部结构和工作原理，以及利用OpenNI框架获取深度信息并进行预处理的具体方法。再次，研究了基于Kinect深度信息的静态手势识别算法。先介绍了手部提取的算法。然后研究了传统的手指检测方法，同时，对静态手势提出了一种阈值拐点检测法，该方法能准确提供手部的重要信息：指尖、手指、掌心的准确位置，提供信息让手部与系统做即时的互动。本系统可以在复杂背景的情况下准确的判断手指和手心的位置，并且容许手掌和手臂一定程度的翻转。最后在手指识别的基础上，实现了手指名字和数字手势的识别。最后，对动态的手势识别做出了深入的研究，先使用了KinectSDK获取用户索引和人体的骨骼特征，并进行了平滑处理。然后研究了DTW动态规划算法的原理，根据DTW算法识别手势的时候不同的关节点的权重是不同的，提出加权DTW动态规划算法，实验证明该算法能有效地用统计方法进行训练手，然后通过分析手势轨迹特征与加权的骨骼关节点序列匹配达到识别的功能，能识别挥手、移动、推动等动作。该方法识别稳定，不受背景、距离等的影响，能满足远距离的动态手势识别的需要。
【作者】郑斌珏；
【导师】赵辽英；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】人机交互；手势识别；深度信息；手指检测；骨骼追踪；动态规划；

【参考文献】
[1]陈春雪.刘镇伟电影研究[D].西南大学,电影学,2013,硕士.
[2]占琴.英汉倒装句的图形—背景理论阐释[D].西南大学,英语语言文学,2013,硕士.
[3]姚艺彬.油页岩脱水过程研究[D].大连理工大学,化学工程,2013,硕士.
[4]曹阳.基于区级政府事权与财权关系的地方税体系研究[D].上海交通大学,工商管理,2013,硕士.
[5]段海滨,王道波,于秀芬.蚁群算法硬件实现的研究进展[J].控制与决策,2007,03:241-246.
[6]张小磊.基于开放总线的水文气象数据采集接口的研究[D].国家海洋技术中心,港口、海岸及近海工程,2014,硕士.
[7]杨本臣.基于宽带网络的小区智能化系统研究[D].辽宁工程技术大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[8]陈瑛玲.栝楼桂枝汤治疗脑卒中后下肢痉挛的临床研究[D].福建中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[9]姚亚龙.新疆高等院校油画教学与人才培养模式研究[D].新疆师范大学,美术学,2013,硕士.
[10]方张琦.受贿罪死缓适用问题研究[D].暨南大学,法律,2013,硕士.
[11]杨富东.某省级外事部门人力资源绩效管理研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[12]刘美英.脂蛋白脂酶基因多态性与2型糖尿病和血脂关系的研究[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.
[13]马明霞.对外汉语三种写作测验方式的效度实证研究[D].复旦大学,汉语国际教育,2012,硕士.
[14]陈君军.低周往复荷载下290配筋砌块砌体剪切破坏模式试验研究[D].哈尔滨工业大学,结构工程,2013,硕士.
[15]王明旭.基于灰色系统理论的聚丙烯熔融指数建模优化研究[D].浙江大学,控制工程,2013,硕士.
[16]寅国华.创业板市场审计师声誉与IPO定价关系研究[D].大连理工大学,金融管理,2013,硕士.
[17]曹牧.逆磁电效应测量平台搭建及其在复合多铁材料中的应用研究[D].山东大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[18]刘晓杰.金属纳米晶电荷俘获型存储单元的制备及其存储效应的研究[D].南京大学,材料物理与化学,2014,博士.
[19]孟军.农业生产宏观决策支持系统的研究及实证分析[D].东北农业大学,2002.
[20]徐红川.电纺碳纳米纤维/聚苯胺复合材料的制备、表征和超级电容性能研究[D].东北师范大学,2014.
[21]刘立.我国制造业上市公司内部控制有关问题的研究[D].河北大学,会计学,2014,硕士.
[22]陈涛,吴健康,王文涛.智能化图象数据库系统GBASE的模式设计[J].自动化学报,1990,02:128-133.
[23]王喜文,姜芳婷,索全伶,方玉珠,路勇.薄层大面积自支撑碳纳米管电极材料的电容脱盐性能[J].高等学校化学学报,2012,02:321-326.
[24]王玺.我国港航上市公司资本结构实证研究[D].大连海事大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[25]陈镛.TMIS中央实时处理系统的容错设计与实现[J].铁路计算机应用.1997(03)
[26]白立广.现代远程教育中学习者关系管理体系研究[D].东北师范大学,教育技术学,2012,硕士.
[27]王晓莹.基于域名解析的DNS结构脆弱性评估系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机技术,2013,硕士.
[28]刘红转.我国国债市场投资者结构研究[D].西北师范大学,财政学,2013,硕士.
[29]唐猛.小型离网风力发电装置控制系统的设计与仿真[D].华北电力大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[30]刘纪平.电子政务空间辅助决策研究[D].解放军信息工程大学,2004.
[31]赵霄龙,张仁瑜.我国建材业发展循环经济的难点[J].住宅产业.2005(12)
[32]卢永收.欣母沛联合改良Hwu缝合术治疗剖宫产术中子宫下段出血的临床分析[D].山东大学,妇产科学（专业学位）,2012,硕士.
[33]谌仁俊.工业化、城镇化与区域碳减排政策选择[D].华中师范大学,数量经济学,2013,硕士.
[34]张丽.高科技企业研发投入与专利产出关系实证研究[D].南京师范大学,企业管理,2012,硕士.
[35]马颖.论见危不救应否入罪[D].兰州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[36]于秋莉,董晓峰,刘春雨.敦煌市旅游经济系统脆弱性评价研究[J].资源开发与市场,2014,03:378-381.
[37]常啸.具有无穷时滞积分微分方程的周期解与稳定性[D].安徽大学,基础数学,2004,硕士.
[38]吴勇文.CPU/GPU异构集群并行计算模型研究[D].国防科学技术大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[39]张志彬.中文版面分析的研究[D].河北大学,计算机应用技术,2002,硕士.
[40]林哲.刑事强制医疗程序的法律监督机制研究[D].浙江工商大学,诉讼法学,2013,硕士.
[41]胡庆余.基于S3C6410的嵌入式Linux操作系统的移植[D].华中科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[42]钱志江,程昱川,周旭峰,许高杰.一种银/还原石墨烯复合物的制备及其在表面增强拉曼散射中的应用[A].中国光学学会、中国化学会.第十七届全国分子光谱学学术会议论文集[C].中国光学学会、中国化学会:,2012:2.
[43]张睿刚.超高膨胀比涡轮机气动性能研究[D].哈尔滨工业大学,动力工程,2014,硕士.
[44]庄玉如,丁汝才.高炉炉缸炉底侵蚀模型的开发及应用[J].冶金自动化,1997,02:33-35.
[45]王言芹.高维系统中的同宿流形分支[D].华东师范大学,应用数学,2004,硕士.
[46]马天香.县域内义务教育阶段教师制度化流动研究[D].鲁东大学,教育学原理,2014,硕士.
[47]李万鹏.蛋白酶激活受体2对大鼠缺血预处理心肌NF-κBp65表达的影响[D].兰州大学,内科学,2013,硕士.
[48]李泽琦.基于灵敏度的风电并网有功调度[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[49]王淑娟.基于嵌入式Web服务器的远程监控系统的研究[D].武汉理工大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[50]张玲翠.Android移动客户端的定位数据优化方法的研究与实现[D].北京邮电大学,计算机科学与技术,2013,硕士.