任意手形人手跟踪方法

文档序号:6571565阅读:392来源:国知局
专利名称:任意手形人手跟踪方法
技术领域
本发明涉及手势交互技术,特别是涉及一种任意手形人手跟踪方法。
背景技术
随着计算机视觉技术的不断发展,手势交互技术逐步得到推广应用。基于计算机视觉的手势交互,其核心是利用计算机视觉、图像处理等技术对图像采集设备采集到的视频序列进行处理,得到对手势控制行为的理解,从而进行相应响应。基于计算机视觉的手形跟踪是手势人机交互中的一项关键技术,国内外已有很多学者在这个领域取得了一定的成果,目前已存在的跟踪方法大体分为(1)基于分类器和粒子滤波的固定手形检测跟踪方法;(2)结合Camshift、光流法、Kalman滤波的运动可变形手形跟踪方法。前者能在固定手形下得到较好的跟踪效果与准确率,很大的缺陷在于手形固定;后者能在一定程度上克服手形变化的问题,但要求变化及运动的速度不是很快,并且精度不高。这使得手势在人机交互应用中存在很大的局限性。而过多的限制人手的形状和运动方式,会带来手势控制疲劳、烦琐等问题,不能满足手势控制自然、舒适的初衷。

发明内容
基于此,本发明提供一种任意手形人手跟踪方法,基于背景模型,对任意变化的人手进行快速精确地跟踪,能够更自然舒适地实现手势控制。一种任意手形人手跟踪方法,其包括获得初始化的背景图像;根据该背景图像获得人手跟踪起始位置,并依此获得跟踪感兴趣区域;获取图像帧间差分运动信息,并根据感兴趣区域位置中的运动信息,获得当前人手的初始位置区域;根据预定公式更新所述当前人手的初始位置区域的背景图像信息;根据更新后的背景图像信息获得人手的分割图像;以及根据人手的分割图像计算分割后的人手的位置,并依据该位置获得新的感兴趣区域。在其中一个实施例中,所述获得初始化的背景图像的步骤包括利用公式
权利要求
1.一种任意手形人手跟踪方法,其包括 获得初始化的背景图像; 根据该背景图像获得人手跟踪起始位置,并依此获得跟踪感兴趣区域; 获取图像帧间差分运动信息,并根据感兴趣区域位置中的运动信息,获得当前人手的初始位置区域; 根据预定公式更新背景图像信息; 根据更新后的背景图像信息获得人手的分割图像;以及 根据人手的分割图像计算分割后的人手的位置,并依据该位置获得新的感兴趣区域。
2.如权利要求I所述的任意手形人手跟踪方法,其特征在于,所述获得初始化的背景图像的步骤包括 I T 利用公式Bo = — X. 对一段时间T内获得的图像帧求平均,而得到初始化的 T ^^1=1背景图像,其中,Btl表示初始化的背景图像,Ii表示第i个图像帧。
3.如权利要求I所述的手形跟踪方法,其特征在于,所述获得人手跟踪起始位置,并依此获得跟踪感兴趣区域的步骤包括 利用手势检测分类器在图像中搜索人手位置,并设定以人手位置为中心,半径为r的圆形区域为跟踪感兴趣区域。
4.如权利要求I所述的任意手形人手跟踪方法,其特征在于,所述获取帧间差分运动信息并根据感兴趣区域位置中的运动信息,获得当前人手的初始位置区域的步骤包括 根据公式Idiff = It-It-I获得相邻两图像帧之间的差分图像帧,其中,It表示t时刻的图像巾贞,It-!表示t-1时刻的图像帧; [255 if Idiff(x,v) > Thi 根据公式= j A,对该差分图像进行二值化,其中,Thl为预先设[0 otherwise定的二值化分割阈值; 对该二值化后的图像进行增强去噪处理; 利用均值飘移方法计算出当前人手的初始位置区域。
5.如权利要求4所述的任意手形人手跟踪方法,其特征在于,所述对该二值化后的图像进行增强去噪处理的步骤包括 对感兴趣区域内的运动信息进行加强,以及对感兴趣区域外的运动信息进行弱化。
6.如权利要求I所述的任意手形人手跟踪方法,其特征在于,所述更新背景图像信息的步骤包括 y) if (x,y) e Rt 根据公式Bt(X,y)=I,. [//(.:>: y) otherwise 保留所述当前人手的初始位置区域内的背景图像信息不变,更新所述当前人手的初始位置区域外的背景图像信息,其中,Bt(x, y)表示t时刻位于背景图像(x,y)处的像素值,It (x, y)表示t时刻位于图像帧(x,y)处的像素值,(x,y)代表像素点的坐标位置,Rt表示t时刻的人手的初始位置区域。
7.如权利要求I所述的任意手形人手跟踪方法,其特征在于,所述根据更新后的背景图像信息,获得人手的分割图像的步骤包括 获得前景与背景差分图像Ibf = It-Bt ;以及根据公式
全文摘要
本发明提供一种任意手形人手跟踪方法,其包括获得初始化的背景图像;获得人手跟踪起始位置,并依此获得跟踪感兴趣区域;获取图像帧间差分运动信息,并根据感兴趣区域位置中的运动信息,获得当前人手的初始位置区域;根据预定公式更新背景图像信息;根据更新后的背景图像信息获得人手的分割图像;以及根据人手的分割图像计算分割后的人手的位置,并依据该位置获得新的感兴趣区域。
文档编号G06K9/00GK102799875SQ201210259969
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者徐向民, 裘索, 王恩翔 申请人:华南理工大学
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