[发明专利]一种新型的手势识别系统装置及方法

说明书

本发明公开一种新型的手势识别系统装置及方法。所述系统装置包括单目摄像头、PC机和服务机器人。所述方法利用Viola‑Jones检测器和高斯肤色模型结合的方法进行手势分割，有效克服了背景和光照的影响。针对单一特征识别时的缺点，提取手势形状的多种特征组成混合特征向量，最后通过经典的BP神经网络方法实现手势识别。所述系统可以实现对服务机器人进行前进、后退、左转、右转、停止的实时控制。

技术领域

本发明涉及手势识别，特别是涉及一种新型的手势识别系统装置及方法。

背景技术

随着人机交互技术的快速发展，传统的基于鼠标、键盘的交互方式显示出自身的局限性，新的人机交互方式成为研究的热点。手势作为一种自然而直观的交流方式，是人机交互中的一个重要组成部分。国内外学者对手势识别技术进行了不同方向，不同层次的研究。本系统主要研究服务机器人的手势识别技术。

目前的手势识别系统多采用以下两种：

(1)数据手套或佩戴物：此方式可降低检测和识别算法的复杂性，但佩戴式的操作方式显然难以满足自然的人机交互的需要；

(2)基于3D深度相机：3D扫描设备体积较大，硬件成本较高，所需运算能力更高，难以集成并应用到大众化的智能终端上；

(3)基于微软Kinect设备：利用Kinect进行手势检测，用深度信息分割手势，效果较好，但在人形机器人中Kinect体积过大，不能摆脱硬件设备的空间限制；

(4)基于肤色检测和背景建模：肤色检测容易受光照影响，而且在机器人运动时很难进行背景建模。

申请公布号为CN105138136A的发明专利申请公开了一种“手势识别装置、手势识别方法及手势识别系统”，该识别系统包括有一种手势识别装置，手势识别装置包括设置在与手指位置相应的至少一个传感器，输入方式判断单元和输入内容生成单元。该发明专利申请实现了虚拟人机交互，可得到快速准确的 模拟虚拟内容，但其装置需要设置传感器用于检测识别，所需硬件多且成本较高。

申请公布号为CN104992171A的发明专利申请公开了一种“一种基于2D视频序列的手势识别及人机交互方法和系统”，该系统主要涉及一种人机交互方法，通过构建人手的联合特征模型对2D摄像头运动前景下人手的姿态和手势进行识别。该发明专利申请实现在复杂背景下的目标人手甄选，并实现对人手的精确度、高稳定性的跟踪，但需遍历提取联合特征模型，与样本库的样本匹配，模块及过程多，较为繁琐耗时，且没有具体精确定位到指尖。

申请公布号为CN105045398A的发明专利申请公开了一种“一种基于手势识别的虚拟现实交互设备”，该设备包括3D摄像头接口、头盔式虚拟现实显示器、信号处理组件以及移动设备接口。该发明专利申请可捕获含有深度信息的使用者手部的待测图像序列并经过处理识别，实现虚拟现实交互，但使用者需佩戴头盔使用，难以满足自然的人机交互的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的手势识别系统装置，该装置采用基于单目摄像头下捕捉的人手图像进行手势检测及特征提取的方法，通过PC机人机交互程序对用户手势的一系列检测处理，最终实现服务机器人对手势结果做出应答。