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人机交互中的手指定位研究与应用

作　者: 栾雄
导　师: 文灏
学　校: 华中科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 多点触摸手指筛选摄像头交汇平面映射手势识别
分类号: TP11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

触摸技术作为一种刚刚兴起的人机交互方式,在工业、娱乐和个人数码设备方面正得到越来越广泛的应用。由于其人性化的操作方式、良好的用户体验,触摸技术无论是对专业厂商还是普通用户,都具有相当的吸引力。但是,以往都只是简单的单触点操作,仅仅实现了一般的鼠标模拟,大大削弱了它的魅力。本论文在这样的情景下,对多点触摸技术中的手指定位做了细致的探讨,研究了其中可能会遇到的问题,给出了一个初步的应用示例。论文研究的重点在于多个触摸手指信息的采集和分析处理,涉及到光学成像、平面映射和摄像头交汇定位,同时对触摸信息的应用进行了初步的探索。一般来说,多点触摸技术包括三个方面:一是多个手指点的定位,二是多个手指点的跟踪处理,三是各种定义手势的识别。多点定位是另外两个方面的基础,也是直接与用户输入形式打交道的层面。目前也有多种方式可以实现手指的定位,包括感应电容、感应电阻、红外线、超声波和基于光学成像的技术。本文采用了基于光学成像的定位技术,以普通CMOS摄像头作为图像采集设备,借鉴计算机视觉中的测量方法,利用多个摄像头的三角测量原理,实现了屏幕表面一定精度的定位,并简单演示了多点触摸的应用,具有较强的新颖性和实用性。本论文研究的重点和难点在于采集图像的畸变矫正、虚假手指点的剔除和手指点的跟踪,以及整个系统的搭建。图像的畸变矫正处理非理想镜头得到的图像,矫正图像点位置,使其符合摄像头模型定义。虚假手指点的剔除处理在遮挡和多手指点情形下存在的虚假手指点。手指点的跟踪是在获得手指点的前提下,对手指点的运动进行标记记录,以实现更复杂的手势识别。手势识别是多点触摸交互式输入的最终目的,识别的手势可用于更高级的应用。整个系统在这些功能和各个模块的支撑下,实现了一个初步的应用。

人机交互中的手指定位研究与应用

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