1.实时手势识别方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
1)建立手势分类模型,并存储在所述服务器端;
2)从智能终端实时采集手势的运动传感数据,并上传至服务器端。
3)服务器端对运动传感数据进行预处理,得到合加速度数据;
4)对预处理后的合加速度数据进行手势分割,实时分割为手势段,并提取手势的特征数据;
5)将手势的特征数据输入到手势分类模型中,实时识别手势,得到手势识别结果。
2.根据权利要求1所述的实时手势识别方法,其特征在于,建立手势分类模型的主要步骤如下:
1)获取训练样本数据,主要步骤如下:
1.1)利用智能终端的运动传感器采集n个测试者的运动传感数据,记为数据集B=[B1,B2,…,Bh,…,Bm];Bh表示一组运动传感数据;
所述运动传感器主要包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器;所述运动传感数据主要包括三轴加速度数据、三轴陀螺仪数据和运动时间;
1.2)智能终端将采集到的运动传感数据发送至服务器端;
1.3)服务器端对每组运动传感数据进行预处理,即分别截断三轴加速度数据和三轴陀螺仪数据两端的无效数据,从而将加速度数据和陀螺仪数据根据时间信息处理为相同长度,从而得到预处理后的运动传感数据;
1.4)分别计算预处理后的每组运动传感数据的合加速度a,并存入数据集A中;
合加速度a如下所示:
式中,x、y和z分别为三轴加速度传感器的三个轴的数据;
1.5)基于数据集A,建立训练集D和测试集,并为训练集D的数据打上标签;
2)将训练集D的数据和标签输入分类器中,迭代训练学习参数;
3)将测试集的数据输入到手势分类模型中,对手势分类模型进行测试,并根据测试结果调整学习参数。
3.根据权利要求1或2所述的实时手势识别方法,其特征在于,手势特征数据主要包括时域特征和小波能量特征;其中,时域特征主要包括最大值、最小值、平均值、均方根、平均绝对偏差、众数、极差、相关系数、四分位距、偏度和峰度。
4.根据权利要求1所述的实时手势识别方法,其特征在于,得到手势识别结果的主要步骤如下,对预处理后的合加速度数据进行手势分割的主要步骤如下:
1)对预处理后的合加速度数据集进行归一化处理,归一化后的合加速度数据集记为S(t),并将数据集S(t)的波形统一转换为矩形波;其中,转换阈值记为Tr;
其中,数据集S(t)如下所示:
2)分别将数据集S(t)中数值改变的点标记为Q(i),Q(i+1),...,Q(i+n);n=0,1,2,…;
i为任意数据点;
3)确定自适应窗口大小,即确定每个手势数据段的分割长度;
分割长度window(i+n)如下所示:window(i+n)=Q(i+n+2)-Q(i+n); (3)
4)确定自适应步长的大小step(i+n),即:step(i+n)=Q(i+n+1)-Q(i+n); (4)
5)根据自适应窗口大小window(i+n)和自适应步长step(i+n),对数据集S(t)进行分割。
5.基于权利要求1至4所述实时手势识别方法的系统,其特征在于:主要包括智能终端和服务器;
所述智能终端具有运动传感器;
所述运动传感器实时采集用户的运动传感数据,并上传至服务器端;
所述服务器端存储有手势分类模型;
所述服务器端对运动传感数据进行预处理,得到合加速度数据a;
合加速度a如下所示:
式中,x、y和z分别为三轴加速度传感器的三个轴的数据;
所述服务器端对预处理后的合加速度数据进行手势分割,实时分割为手势段,并提取手势的特征数据;
所述服务器端将手势的特征数据输入到手势分类模型中,实时识别手势,得到手势识别结果。
6.根据权利要求5所述实时手势识别系统,其特征在于:所述智能终端主要包括智能手环、智能手表和智能手套。