基于碼本匹配的手勢指令識別

李瑋

長沙學(xué)院 湖南 長沙 410000

引言：手勢識別作為先進人機交互技術(shù)的一項關(guān)鍵技術(shù)在現(xiàn)實社會中有廣泛的應(yīng)用。近年來對低成本的手勢輸入設(shè)備的研究越來越廣泛，利用價格更為低廉的熱釋電紅外傳感器來設(shè)計手勢輸入系統(tǒng)，具有低數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)處理簡單快捷的優(yōu)點，對基本手勢數(shù)據(jù)易于分類，識別的精確度高。傳感器中價位低廉的熱釋電紅外傳感器多用于人體的檢測和定位中。Qi Hao 等人對基于熱釋電紅外傳感器的人體運動檢測進行了相關(guān)的研究并提出了一些人體檢測的算法[1]。R.Fuksis,M.Greitans 等人對熱釋電紅外傳感器在運動分析及遠程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了研究[2]。本文采用了傳感器構(gòu)建的手勢指令輸入平臺，通過分析進行手勢指令操作時的運動軌跡，提出了一種設(shè)計對應(yīng)碼本，并利用碼本匹配法，來進行實時手勢的方向識別方法。

1.手勢指令預(yù)定義

手勢輸入部分的硬件采用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的人體定位節(jié)點模塊來實現(xiàn)[3]。在一次指令操作中，手的運動可以分為三個過程：手掌從起點到達設(shè)備、手掌從設(shè)備上方劃過、手掌離開設(shè)備至回到起點。在設(shè)計之前確定一些約束條件：規(guī)定手臂自然下垂的位置為起始點；每次指令的手勢起始動作與終止動作應(yīng)盡量保持一致；在感應(yīng)區(qū)范圍內(nèi)，以直線的方式進行移動，尤其是在斜向方向上，應(yīng)盡量保持與水平方向呈45°的運動路徑。

2.手勢指令碼本

3.實驗結(jié)果與分析

采集80 組手勢輸入指令數(shù)據(jù)，指令隨機，并將每次動作對應(yīng)運動方向記錄下來，各路傳感器輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，與標(biāo)準(zhǔn)碼本進行匹配，運行后得到匹配結(jié)果。由于各傳感器之間距離較近，在執(zhí)行方向指令時可能會引起誤判為其他指令，如向右指令與右前指令在動作執(zhí)行稍快的情況下，比較容易混淆。表1 列出了各個方向可能轉(zhuǎn)移的概率情況，各方向之間誤判的轉(zhuǎn)移概率按下式計算：

錯誤執(zhí)行方向次數(shù)／實際執(zhí)行方向次數(shù)

表1 向各方向的轉(zhuǎn)移概率

4.結(jié)論

本文通過碼本匹配法，設(shè)計并實現(xiàn)了基于熱釋電紅外傳感器的手勢指令識別。不難看出，該方法具有快速便捷的特點。而誤判概率與用戶操作習(xí)慣有關(guān)，可以通過改善掩膜調(diào)制來降低。