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手部检测及运动跟踪算法研究

作　者: 于义雪
导　师: 刘海波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 手部检测运动跟踪肤色聚类 Hu矩粒子滤波
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
引　用: 0次
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内容摘要

随着智能人机交互的发展，手作为人体操作中最自然、快捷的部分，手部人机交互技术成为一种重要应用，手部检测及运动跟踪作为其实现的基础和关键，在近几年取得了很大进步但也有一些不足。在基于视频或者序列图像的手部检测跟踪中，由于外界环境影响及检测跟踪算法本身的缺陷等，容易导致动态手的失跟或者滞后跟踪现象，因此如何实时精确的自适应检测跟踪人手就成为解决问题的关键。在手部运动跟踪中，本文采用基于HSV颜色直方图的粒子滤波改进算法对手部进行自动跟踪。针对传统粒子滤波重采样阶段粒子退化和贫化现象，提出了一种基于最大方差权值分割的粒子滤波改进算法。传统粒子滤波跟踪算法为了在初始帧中确定随机撒粒子的目标中心，通常为手动获取，为了能自适应的确定手部的初始位置，本文采用肤色聚类和Hu矩相结合方法进行手部检测及定位，最终在初始帧中自动用椭圆圈出手部并计算其中心用于手部跟踪中。实验证明，在手部检测中基于肤色聚类和Hu矩结合的方法对手的检测提取具有很好的效果，并成功运用到手部跟踪初始化中，结合基于HSV颜色直方图的粒子滤波改进算法使得手部运动跟踪具有自适应性，并且在精确性、稳定性、实时性上也有一定程度的提高。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-14
  1.4 论文组织结构  14-15
第2章基于肤色和 Hu 矩结合的手部检测  15-33
  2.1 基于肤色的人手候选区域检测  15-27
    2.1.1 常用的颜色空间及其相互转换  16-18
    2.1.2 最优肤色聚类的颜色空间选取  18-20
    2.1.3 图像形态学  20-21
    2.1.4 肤色在颜色空间中的建模  21-22
    2.1.5 HSV 和 YCbCr 颜色空间结合肤色建模实验  22-27
  2.2 基于 Hu 矩的完全手部的检测  27-31
    2.2.1 Hu 矩理论  27-29
    2.2.2 Hu 矩手部定位实验效果及分析  29-31
  2.3 本章小结  31-33
第3章基于最大方差权值分割的粒子滤波算法的改进  33-49
  3.1 贝叶斯滤波理论  33-36
  3.2 蒙特卡洛方法  36-37
  3.3 序贯重要性采样算法  37-40
  3.4 重要性概率密度函数  40-41
  3.5 最大方差权值分割重采样算法  41-44
  3.6 粒子滤波改进算法实验效果及分析  44-46
  3.7 本章小结  46-49
第4章基于改进粒子滤波算法的手部运动跟踪  49-65
  4.1 基于 HSV 颜色直方图的粒子滤波  49-50
  4.2 基于改进粒子滤波的手部运动跟踪算法  50-53
  4.3 手部运动跟踪实验分析  53-63
    4.3.1 实验环境  53
    4.3.2 实验数据  53
    4.3.3 实验过程  53-60
    4.3.4 评价指标  60-61
    4.3.5 实验结果及分析  61-63
  4.4 本章小结  63-65
结论  65-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  71-73
致谢  73

手部检测及运动跟踪算法研究

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