[发明专利]一种基于方向链码的三维笔势识别方法

摘要

本发明涉及一种基于方向链码的三维笔势识别方法，属于人机交互领域，通过采集笔式输入通道中笔的空间位置信息，采用方向链码来描述笔的运动轨迹，进而建立三维笔势的模型，通过与系统中设定好的模型进行匹配，来实时地识别用户的交互意图。本发明可以实时地识别出用户在三维空间中的一些笔势操作，具有一定的通用性以及扩展性，支持三维书空识别，增强人机交互平台的自然性，运用方向链码的编码方式，算法简便，计算量小，实时性高，通过对方向链码的去噪以及整合处理，可以进行精准识别。

主权项

1.一种基于方向链码的三维笔势识别方法，其特征在于，包括下列步骤：1)基于三维空间的方向链码，建立三维笔势模板库；2)采集笔的空间坐标信息，用户在操作笔的同时，笔势交互系统以一定的频率采集笔的空间坐标信息P_n(x_n,y_n,z_n)，其中n＝1,2,3…，将最近时刻采样点P_i(x_i,y_i,z_i)及上一时刻采样点P_i‑1(x_i‑1,y_i‑1,z_i‑1)送到处理单元进行处理，其中i＝2,3,4…；3)确定所对应的方向链码，该方向链码是三维空间的方向链码，将其投影到x‑y平面包括8个方向链码，投影到x‑z平面包括8个方向链码，投影到y‑z平面包括8个方向链码；计算在x‑y平面的投影向量确定方向链码的第一个分量a_i，然后分别计算在x‑z平面、y‑z平面的投影向量并确定方向链码的第二个分量b_i以及第三个分量c_i，得到的方向链码为(a_i,b_i,c_i)，用M_i表示；其中由投影向量得到链码分量的方法为：(1)若投影向量为(0,0)，则编码为0，否则转到第(2)步；(2)若投影向量与坐标轴重合，则直接编码为坐标轴所对应的链码，否则转到第(3)步；(3)求出向量对应坐标点到该坐标点所在象限角分线的距离以及到两个坐标轴的距离，取其中距离最小的方向链码作为该投影向量的方向链码，若出现距离相等的情况，则取数值上相对较小的链码作为该投影向量的方向链码；4)方向链码去噪，根据实时更新的链码序列M_i，当满足i＝kN+1时，将N个链码M_kN+2～M_(k+1)N+1进行去噪处理：在这N个链码中，若某个链码M_i占整组链码的个数比例超过了一个阈值ξ，则将M_i实时地更新到一个新的链码序列MM_j，其中N为整数，根据实际情况设定，k＝1,2,3…，j＝1,2,3…；5)确定方向链码矩阵，将新的链码序列MM_j进行整合，把连续的相同链码合并为同一个链码，并将其按照顺序以列向量的形式存储到矩阵中，形成最终的方向链码矩阵；6)根据方向链码矩阵与模板库进行匹配，并执行对应的操作。