一种基于稀疏表示的手形识别装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种手形识别装置，包括输入装置、控制器、输出装置、显示屏和电源模块，其中控制器分别耦接输入装置、输出装置、显示屏和电源模块，其特征在于：所述输入装置用于采集用户的手形特征并转化为标准信号输出给控制器，所述控制器具备内置数据库，其根据接收到的标准信号与内置数据库内的数据进行数据对比，并将对比结果通过输出装置和显示屏进行输出，所述电源模块向控制器提供直流电压。该手形识别装置易于产品化和小型化，并且其识别在操作时，具有较高的识别率和防伪度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种手形识别装置及其方法，尤其是一种基于稀疏表示的手形识别装置及其方法。
技术介绍
目前存在多种个人身份识别技术得到了广泛应用,如指纹识别、虹膜识别、人脸识别和静脉识别技术等，CN205015896U就公开了一种生物体识别装置，其可以通过对生物体进行对比识别。CN105069337A公开了一种基于手掌生物信息的解锁屏方法及移动设备，其可以根据手掌的掌纹或静脉等生物信息对生物对象进行识别等等，但这些技术均存在一定的问题。指纹识别技术受到灰尘、油、水等环境因素的影响，断纹、无指纹以及脱皮和伤痕等问题影响图像采集质量，导致指纹识别困难。另外，当手与一些物体接触时，会在这些物体表面留下指纹，这样就容易被别人仿造。虹膜识别技术通过近红外光照射人眼获取虹膜图像，不易被人接受。另外，在虹膜图像采集过程中，需要眼部注意力集中在一个点上，通过适当的训练才能够获得更好的采集效果，这会很大程度地影响虹膜识别技术的推广。人脸会因为生长发育而发生变化，从而影响识别率，如长胖、变瘦、长出胡须等；另外，由于人具有丰富的表情，也降低了识别的准确性；而且，人脸还受周围环境，如遮挡、光照等影响。静脉识别技术对采集设备有特殊要求，设计相对复杂，制造成本高。同时，由于采集方式受自身特点的限制，产品难以推广。在此基础上，专利技术人通过反复对比与大量实验和思考，作出了本专利技术。
技术实现思路
为了解决现有技术中生物识别准确率不高，易受环境因素影响的技术问题，本专利技术一方面提供了一种手形识别装置，包括输入装置、控制器、输出装置、显示屏和电源模块，其特征在于，所述控制器分别耦接输入装置、输出装置、显示屏和电源模块，所述输入装置用于采集用户的手形特征并转化为标准信号输出给控制器，所述控制器具备内置数据库，其根据接收到的标准信号与内置数据库内的数据进行数据对比，并将对比结果通过输出装置和显示屏进行输出，所述电源模块向控制器提供直流电压。进一步，所述控制器为Minnowboard，所述输入装置为Leap Motion，所述显示屏为AR1100模拟电阻式USB触摸屏，所述Minnowboard通过其USB1口连接Leap Motion，实现Minnowboard对Leap Motion的控制和信号采集，所述Minnowboard通过USB2口连接AR1100模拟电阻式USB触摸屏，实现与Minnowboard交互。此外，本专利技术还提供了一种基于稀疏表示的手形识别方法，包括以下步骤：此外，本专利技术还提供了一种基于稀疏表示的手形识别方法，包括以下步骤：1)手形编码采集阶段：Leap Motion对手形信息进行采集，包括如下手形特征：五个手指的长度，五个手指中每个手指的平均宽度，五个手指末端的坐标和手掌中心的坐标，设采集得到的五个手指长度分别为l1，l2，l3，l4，l5，五个手指的每个手指平均宽度为w1,w2,w3,w4和w5，五个手指的末端坐标分别为(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，...，(x5,y5,z5),手掌中心点的坐标为(x0,y0,z0)，计算五个手指的末端到手掌中心点的距离d1，d2，d3，d4，d5，将上述五个手指长度、宽度以及手指末端到手掌中心的距离组合成手形特征模板向量T，，T为一个归一化模板向量，采集注册用户100帧手形信息，获得100个模板向量并构成稀疏字典D＝[T1,T2,...,T100]对该用户进行注册，D∈R15×100；2)手形编码识别阶段：Leap Motion采集20帧手形特征向量k1,k2,...,k20，手形特征向量格式与手形编码采集阶段存储的手形特征模板向量一致，对k1,k2,...,k20取平均值用稀疏字典D进行稀疏重构：其中α∈R100×1为稀疏系数，λ为稀疏度与残差的调节系数，残差向量计算和std(e)，其中，||·||2为2范数算子，std(·)为方差算子，若满足且std(e)＜δ2，则认为匹配识别成功，否则认为识别失败。进一步，本专利技术还提供了一种手形识别方法，包括以下步骤：1)手形编码采集阶段：Leap Motion输入装置获取检测范围内的手形，计算并返回手掌中心点的三维坐标(x0,y0,z0)，以及五个手指末端的三维坐标{(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),(x4,y4,z4),(x5,y5,z5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手形识别装置，包括输入装置、控制器、输出装置、显示屏和电源模块，其特征在于，所述控制器分别耦接输入装置、输出装置、显示屏和电源模块，所述输入装置用于采集用户的手形特征并转化为标准信号输出给控制器，所述控制器具备内置数据库，其根据接收到的标准信号与内置数据库内的数据进行数据对比，并将对比结果通过输出装置和显示屏进行输出，所述电源模块向控制器提供直流电压。

【技术特征摘要】
1.一种手形识别装置，包括输入装置、控制器、输出装置、显示屏和电源模块，其特征在于，所述控制器分别耦接输入装置、输出装置、显示屏和电源模块，所述输入装置用于采集用户的手形特征并转化为标准信号输出给控制器，所述控制器具备内置数据库，其根据接收到的标准信号与内置数据库内的数据进行数据对比，并将对比结果通过输出装置和显示屏进行输出，所述电源模块向控制器提供直流电压。2.根据权利要求1所述的手形识别装置，其特征在于：所述控制器为Minnowboard，所述输入装置为Leap Motion，所述显示屏为AR1100模拟电阻式USB触摸屏，所述Minnowboard通过其USB1口连接Leap Motion，实现Minnowboard对Leap Motion的控制和信号采集，所述Minnowboard通过USB2口连接AR1100模拟电阻式USB触摸屏，实现与Minnowboard交互。3.一种使用权利要求2所述手形识别装置的手形识别方法，其特征在于包括以下步骤：1)手形编码采集阶段：Leap Motion对手形信息进行采集，包括如下手形特征：五个手指的长度，五个手指中每个手指的平均宽度，五个手指末端的坐标和手掌中心的坐标，设采集得到的五个手指长度分别为l1，l2，l3，l4，l5，五个手指的每个手指平均宽度为w1,w2,w3,w4和w5，五个手指的末端坐标分别为(x1,y...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯跃恩，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：发明
国别省市：广东;44