[发明专利]一种非接触式可穿戴智能戒指系统及其手势识别方法

摘要

本发明提供了一种非接触式可穿戴智能戒指系统及其手势识别方法，主要步骤为步骤1由JY‑901九轴感测组件设备去完成数据的采集与预处理，并通过蓝牙模块传输到终端设备。步骤2终端设备通过获取采集的原始数据提取模态特征。步骤3对用户所作出的每一个有效的手势指令通过模式匹配的方式得到最终的交互命令。步骤4交互命令可以通过用户定义、自学习等方式实现，从而可完成对各个终端设备方便快捷的操控。对信号进行处理，能够很准确的识别到用户所发出的手势指令，识别率可以达到95％以上，并且响应时间相当短。因此，在灵敏性和准确性方面有较好的保证。

主权项

一种基于非接触式可穿戴智能戒指的手势识别方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：利用非接触式可穿戴智能戒指上的九轴感测组件数据采集模块获取戒指使用者的手势数据信号；所述手势数据信号包括3轴加速度值、3轴陀螺仪值以及3轴的磁场值；步骤2：所述非接触式可穿戴智能戒指通过通信模块将手势数据信号传输到手势识别终端；步骤3：手势识别终端对手势数据信号进行预处理；所述预处理包括降维处理和归一化处理；所述降维处理是指按照设定的每组采集数据个数，对连续采集的手势数据信号进行分组，每个数据组Ms中的数据ms按照设定的筛选范围[a,b]进行筛选，当数据属于[a,b]时对应的数据属于有效数据，其余数据删除，得到剩余有效数据数组Mr；所述归一化处理是指对剩余有效数据数组Mr按照以下公式进行归一化处理得到归一化数据列Mf：mf=1,mr≥00,mr<0,r=(1,......,Count(Mr))]]>其中，Count(Mr)表示剩余有效数据数组Mr的大小，mr和mf分别表示Mr和Mf中的数据；步骤4：对预处理后的信号进行转换，得到模态特征数列Mz；其中，(2)表示二进制运算；步骤5：对已知手势按照步骤1‑步骤4所述方法进行模态特征数列提取，构建手势编码库；步骤6：对待识别的手势按照步骤1‑步骤4所述方法进行模态特征数列提取，得到待识别的手势的模态特征数列Mz′，从手势编码库中寻找与待识别的手势的模态特征数列Mz′匹配的已知手势编码，将其作为手势识别结果；手势编码库采用如表1和表2所述的编码形式进行编码；表1 0‑9数字编码形式表2空间6方向编码形式表按照以下公式计算手势复杂度C：当待计算复杂度的手势属于中国现代汉语字典的定义的独体字时，采用以下公式计算：C=hor+ver*1.2+Σm=1Corner_Pointtm*cm,m=(1,......,Corner_Point)]]>否则，利用手势编码库中已有的手势复杂度进行计算：C＝Cnd*(1+d)，d＝min{|Mz′‑Mz(n)|}，n＝(1,……,Gesture_Num)其中，hor和ver分别代表的是该手势在竖直方向和水平方向上方向改变的次数，即通过将手势正交分解在直角坐标系下，获得在直角坐标系下竖直和水平方向上的改变次数；tm表示手势中第m个笔划所经历的时间，依据用户书写速度设定；cm表示手势中第m个笔划的复杂度，按照该笔划对应的(hor+ver*1.2)计算获得，Corner_Point表示手势中存在的所有拐点个数；Cnd表示手势编码库中与当前待计算复杂度的手势之间的模态特征数列曼哈顿距离最小的手势的复杂度；所述手势编码库中包含了所有书写中国现代汉语字典的定义的独体字的手势；其中，d表示匹配误差，Mz(n)为第n个已知手势的模态特征数列，Gesture_Num表示手势编码库中存在的手势个数。