[发明专利]一种视频序列中自动提取手势候选区域的方法及系统

权利要求书

1.一种视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于，包括下述步骤：

启动手势视频图像采集系统，采集视频图像；

构建参考背景图像；

计算生成运动描述图像；

计算获得运动分割阈值，将运动描述图像转化成二值运动图像；

肤色分割，得到二值肤色图像；

将二值运动图像和二值肤色图像逐点作逻辑与操作，得到二值融合图像；

对二值融合图像进行连通区域分析，选择手势候选区域。

2.如权利要求1所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述启动手势图像采集系统，采集视频序列的步骤包括：

在图像采集系统启动之后，采集M帧视频图像分别转换成灰度图，用这M帧灰度图像的平均值作为初始参考背景图像，其中，M大于等于20。

3.如权利要求1和2所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述构建参考背景图像的步骤包括：构建当前t时刻的参考背景图像，在初始背景建立之后，t+1时刻的参考背景图像都是在前一时刻t的参考背景图像基础上更新而得。

4.如权利要求3所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述计算生成运动描述图像的步骤包括：

将当前t时刻采集到的图像转换为灰度图，并与参考背景图像逐点作差并取绝对值，生成运动描述图像。

5.如权利要求4所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述计算获得运动分割阈值，将运动描述图像转化成二值运动图像的步骤包括：

利用最大类间方差法从运动描述图像获得运动分割阈值λ_M，利用该运动分割阈值将运动描述图像转化成二值运动图像。

6.如权利要求5所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述分割阈值λ_M的获得包括如下步骤：

计算当前t时刻运动描述图像，统计运动描述图像的幅值分布直方图；

选择一个阈值λ，将所述幅值分布直方图分成两部分，计算两部分之间的类间方差；

遍历阈值λ的所有可能取值，选择对应类间方差最大的阈值λ作为最佳阈值。

7.如权利要求6所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述肤色分割，得到二值肤色图像的步骤包括：

对当前时刻采集到的图像利用先验肤色模型进行肤色分割，得到当前时刻的二值肤色图像。

8.如权利要求7所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述对二值融合图像进行连通区域分析，选择手势候选区域的步骤包括：

对二值融合图像进行连通区域分析，将图中的运动肤色区域分割成多个连通区域，并计算每个连通区域的面积，即：包含的像素点数，选择面积较大的N个连通区域作为手势候选区域。

9.如权利要求8所述视频序列中自动提取手势候选区域的方法，其特征在于：所述选择手势候选区域包括如下步骤：

对二值融合图像进行连通区域分析，将图中的运动肤色区域分割成多个连通区域，并计算每个连通区域的面积；

排除面积小于一定阈值的连通区域作为候选区域的可能性，该阈值与视频图像大小成比例；

若前一帧图像中多个手势候选区域中的某一个被确定或识别包含手势，则在当前帧中距离前一帧已识别的手势位置较近的连通区域优先被选做手势候选区域；若前一帧图像中的手势候选区域都没有被确定包含手势，则在当前帧中选择面积较大的N个连通区域作为新的手势候选区域。

10.一种视频序列中手势候选区域提取系统，包括用于采集手势图像的手势视频图像采集系统、以及连接该手势视频图像采集系统，以用于生成手势候选区域的手势候选区域提取系统，其特征在于：所述手势候选区域提取系统包括有连接手势视频图像采集系统的运动检测单元、与运动检测单元连接的背景图像构建及维护单元、连接背景图像构建及维护单元的肤色检测单元、连接运动检测单元与肤色检测单元的运动、肤色信息融合单元、以及连接运动、肤色信息融合单元的手势候选区域分析提取单元。