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专利号: 2021116308474
申请人: 海南软件职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于几何特性的手势识别方法,主要包括以下步骤:

①步骤Step1:利用彩色摄像头拍摄彩色人手图像;

②步骤Step2:基于肤色将人手从所述彩色人手图像中搜索出来,新建二值人手图像,用白色表示人手,用黑色表示背景;

③步骤Step3:基于数学形态算法将手指腐蚀掉从所述二值人手图像将手掌分离出来,新建二值手掌图像;

④步骤Step4:基于轮廓提取方法从所述二值手掌图像搜索出手掌轮廓;

⑤步骤Step5:基于零阶矩和一阶矩计算方法算出所述手掌轮廓质心,遍历所述手掌轮廓搜出手掌轮廓最底端点;

⑥步骤Step6:基于三角函数算出人手检测圆弧曲线;

⑦步骤Step7:基于人手检测圆弧曲线检测所述二值人手图像像素颜色,根据颜色统计手指数目;

⑧步骤Step8:基于向量夹角计算方法,计算手指向量和水平向量夹角,所述夹角为手指方向角;

⑨步骤Step9:根据手指数目和手指方向角组合值识别手势。

2.根据权利要求1所述的一种基于几何特性的手势识别方法,其特征在于,所述步骤⑥将弧度[‑π/6,π+π/6]均分为N份弧度Ri,算出所述手掌轮廓质心(centerX,centerY)与所述手掌轮廓最底端点(buttomX,buttomY)之间的欧氏距离d;以所述手掌轮廓质心为圆心,以dist= d*k(k=1.55‑1.7)为圆半径,以所述Ri为圆弧度,基于三角函数算出人手检测圆弧曲线,所述人手检测圆弧曲线由N个人手检测点DetectPointi组成,DetectPointi=(Xi,Yi),计算公式如下所示:Ri=i*(π+π/3)/N,其中1<=i<=N,N=90           (1)Yi=centerY ‑ ⌊(dist * sin(Ri) )⌋                   (2)Xi=centerX + ⌊( dist * cos(Ri) )⌋                 (3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于几何特性的手势识别方法,其特征在于,所述步骤⑦手指数目检测步骤如下:⑴用fingers表示所述手指数目,置初值fingers=0,continuity表示白色像素点连续出现次数,置初值continuity=0,置初值i=0;

⑵如果i>=N则跳转到⑸,否则读出所述DetectPointi的坐标(Xi,Yi),检测所述二值人手图像像素(Xi,Yi)是否为黑色,若为黑色则置所述白色像素点连续出现次数continuity=

0,并跳至⑷,否则所述白色像素点连续出现次数continuity++;

⑶若所述白色像素点连续出现次数continuity!=3则直接跳转到⑷,否则检测到新手指,存储手指坐标点fingersPOSfinger,fingersPOSfinger=(Xi,Yi),所述手指数目finger++,跳转至⑷;

⑷i++,跳至⑵继续检测;

⑸输出fingers,fingers为最终检测到的手指数目。

4.根据权利要求3所述的一种基于几何特性的手势识别方法,其特征在于,所述步骤⑧手指方向角计算步骤如下:⑴设levelV是指向左方的水平向量,levelV=(‑centerX,0),fingersPOSi(Xi,Yi)是所述手指坐标点,fingers为所述最终检测到的手指数目,angle为手指方向角,angle初值=0,i初始=0;

⑵ 如果i>=fingers则跳至⑸,否则以所述手掌轮廓质心(centerX,centerY)为始点,以fingersPOSi(Xi,Yi)为终点,根据向量公式算出手指向量fingerVi;

⑶根据两向量夹角计算公式计算所述手指向量fingerVi和所述水平向量levelV之间的夹角a,计算夹角和angle=angle+a,i++,跳转至⑵;

⑷计算angle=angle/fingers;

⑸输出angle,所述angle为最终检测到的手指方向角。

5.根据权利要求4所述的一种基于几何特性的手势识别方法,其特征在于,所述步骤⑨将[0,π]划分为若个区段,比较所述最终检测到的手指方向角值和所述区段值,得到手指方向值:左、左上、上、右上、右指向;(所述手指数目,手指方向值)为最终识别到的手势值。