[发明专利]手势分割方法及装置

说明书

本申请提供了手势分割方法及装置，涉及教育教学技术领域，其中，该手势分割方法包括：首先，提取用户手势的特征点，然后，根据相邻帧手部特征点的位移描述手部运动状态，并且，运用有限自动状态机对手部运动状态进行划分以实现手势分割，通过上述手势分割方法，能够准确描述用户手势动作的各个状态，并运用有限自动状态机对其进行分割，使得课堂教学中的教学手势得以明确分割。

技术领域

本发明涉及教育教学技术领域，尤其涉及手势分割方法及装置。

背景技术

随着3D摄像头的问世以及3D摄像头识别精度的不断提高，手势在人机交互中的应用研究越来越受到重视。基于深度图像信息的手势识别技术能通过获取手部的相关信息，并运用几何方法提取手势特征并分类，从而实现复杂环境下基于手势的人机交互。在当今的多媒体教学中，教师需要通过鼠标和键盘来控制多媒体设备以辅助课堂教学，这种情况下，教师被束缚在讲桌前，因此，不能更好的与学生进行互动，这样，教师在课堂教学中不能灵活发挥作用，课堂教学也很无趣。

在实际的课堂教学中，很多教学手势中并没有大幅度的肢体动作，而是一些精确到手指的动作，手势分割的研究较少，主要采用特定动作来确定手势的开始和结束，例如，以握拳表示手势开始，手掌张开表示手势结束。但是这种分割方法在环境复杂的状况下实时识别性差，同时会夹杂很多无效动作。并且，仅靠单一动作来分割手势的话，非常容易出错，分割效率低下。总之，实时识别动态手势时，手势分割动作没有明显的开始和结束标志，大量无效动作夹杂在其中，并对手势分割率等产生较大影响。

综上，目前关于在课堂教学中无法明确分割教学手势的问题，尚无有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了手势分割方法及装置，通过有限自动状态机等的运用，提高了对用户手势的分割效率。

第一方面，本发明实施例提供了手势分割方法，包括：

提取用户手势的特征点；

根据相邻帧手部特征点的位移描述手部运动状态，且，运用有限自动状态机对手部运动状态进行划分以实现手势分割。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，方法还包括：

从特征点中分别获取五个手指指尖的关节点坐标，且，第f帧关节点j的第一坐标为(X_f,j，Y_f,j，Z_f,j)，第f-1帧关节点j的第二坐标为(X_f-1,j，Y_f-1,j，Z_f-1,j)；

计算第一坐标和第二坐标之间的位移L_f,j，

当位移L_f,j小于预先设定的阈值时，判定手部静止，当位移L_f,j大于或者等于预先设定的阈值时，判定手部移动。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，手势分割方法还包括：

在特征点中提取掌心关节点的运动轨迹，从运动轨迹中获取掌心关节点的三维坐标，且，令P_i表示第i帧掌心关节点的三维坐标；

根据三维坐标求取掌心关节点在空间中的移动轨迹矢量，将移动轨迹矢量作为挥手类手势特征向量P，P＝{P₁-P₀,P₂-P₁,...P_f-1-P_f-2,P_f-P_f-1}。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，手势分割方法还包括：