一种手势移动方向的识别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手势移动方向的识别方法，包括：在检测周期内，获取多帧手势图像，并从每帧手势图像中识别出手部区域；定位每帧手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径；根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向。另外，本发明专利技术公开了一种手势移动方向的识别系统。本发明专利技术能够提高手势移动方向的识别准确率，且稳定性好，识别效率高。

A recognition method and system for moving direction of gestures

Including the identification method, the invention discloses a gesture moving direction: in the test period, to obtain multi frame gesture image, and from each frame in the hand gesture image recognition area; location of each frame of the hand area of the palm or the center position, and get the palm or the back of the hand radius; according to the change between the number of the frame or the back of the hand gesture image palm center position and the radius of the palm or the back of the hand, identify the direction of movement gesture. In addition, the invention discloses a recognition system for moving direction of gestures. The invention can improve the recognition accuracy of the gesture moving direction, and it has good stability and high recognition efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种手势移动方向的识别方法及系统
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种手势移动方向的识别方法及系统。
技术介绍
手势识别是利用计算机图形学等技术识别人的肢体语言，并转化为命令来操作设备，这是继鼠标、键盘和触摸屏之后新的人机交互方式。手势由于具有自然、随意、丰富、方便等特性，基于手势识别的人机交互方式已经受到了越来越广泛的重视。手势识别可以分为静态手势识别与动态手势识别。静态手势识别只能识别单帧图像中手的状态，而不能感知手的持续变化；动态手势识别可以追踪手势的运动进而识别将手型与手部运动结合在一起的复杂运动。在动态的手势识别中，往往需要识别手部的运动方向，如上下左右以及前后方向的移动。因此如何稳定快速地识别手势的移动方向对于手势识别系统相当重要。现有技术中的手势识别方法是对连续多张图像中的人手重心点进行识别来判断人手的移动方向。但是，这种方法无法识别人手在与图像所在平面垂直的方向上的移动，另外，在对手部进行识别时会将手掌和手臂都保留下来，在手部竖直向上移动时人手重心点下移会导致误识别。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种手势移动方向的识别方法，能够提高手势移动方向的识别准确率，且稳定性好，识别效率高。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种手势移动方向的识别方法，包括：在检测周期内，获取多帧手势图像，并从每帧手势图像中识别出手部区域；定位每帧手部区域的手部手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径；根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向。进一步地，所述从每帧手势图像中识别出手部区域，具体包括：对每帧手势图像进行中值滤波和高斯滤波，再对滤波后的图像进行肤色分割，然后对分割后的图像进行膨胀和腐蚀的形态学操作得到二值化后的轮廓图像；将所述轮廓图像中轮廓面积大于预设阈值的像素点区域作为所述手势图像的手部区域。进一步地，所述定位每帧手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径，具体包括：基于距离变换算法获取每帧手部区域中半径最大的内切圆，将所述内切圆的圆心作为所述手掌或手背中心位置，并将所述内切圆的半径作为所述手掌或手背半径。进一步地，所述根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向，具体包括：根据所述多帧手势图像的手掌或手背中心位置和手掌或手背半径，计算手掌或手背中心位置在水平方向上具有相同变化趋势的第一累计帧数、手掌或手背中心位置在竖直方向上具有相同变化趋势的第二累计帧数以及手掌或手背半径具有相同变化趋势的第三累计帧数，并计算所述多帧手势图像中的起始帧图像与结束帧图像在水平方向上的第一偏移值以及在竖直方向的第二偏移值；根据所述第一累计帧数、所述第二累计帧数、所述第三累计帧数、所述第一偏移值和所述第二偏移值，识别出手势的移动方向。进一步地，所述手势图像通过摄像头获取；所述根据所述第一累计帧数、第二累计帧数、第三累计帧数、第一偏移值和第二偏移值，识别出手势的移动方向，具体包括：将所述第一累计帧数、所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别与其对应的预设帧数阈值进行比较；若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变小趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并背离所述摄像头的方向移动；若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变大趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并朝向所述摄像头的方向移动；若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为负值，则判定手势水平向左移动；若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为正值，则判定手势水平向右移动；若所述第一累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第二累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第二偏移值为负值，则判定手势竖直向上移动；若所述第一累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第二累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第二偏移值为正值，则判定手势竖直向下移动。另一方面，本专利技术提供一种手势移动方向的识别系统，包括：图像获取模块，用于在检测周期内，获取多帧手势图像，并从每帧手势图像中识别出手部区域；定位模块，用于定位每个手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径；以及，手势识别模块，用于根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向。进一步地，所述图像获取模块具体包括：图像分割单元，用于对每帧手势图像进行中值滤波和高斯滤波，再对过滤后的图像进行肤色分割，然后对分割后的图像进行膨胀和腐蚀的形态学操作得到二值化后的轮廓图像；以及，手部区域获取单元，用于将所述轮廓图像轮廓面积大于预设阈值的像素点区域作为所述手势图像的手部区域。进一步地，所述定位模块具体用于：基于距离变换算法获取每个手部区域中半径最大的内切圆，将所述内切圆的圆心作为所述手掌或手背中心位置，并将所述内切圆的半径作为所述手掌或手背半径。进一步地，所述手势识别模块具体包括：计算单元，用于根据所述多帧手势图像的手掌或手背中心位置和手掌或手背半径，计算手掌或手背中心位置在水平方向上具有相同变化趋势的第一累计帧数、手掌或手背中心位置在竖直方向上具有相同变化趋势的第二累计帧数以及手掌或手背半径具有相同变化趋势的第三累计帧数，并计算起始帧图像与结束帧图像在水平方向上的第一偏移值以及在竖直方向的第二偏移值；以及，识别单元，用于根据所述第一累计帧数、所述第二累计帧数、所述第三累计帧数、所述第一偏移值和所述第二偏移值，识别出手势的移动方向。进一步地，所述手势图像通过摄像头获取；所述识别单元具体包括：比较子单元，用于将所述第一累计帧数、所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别与其对应的预设帧数阈值进行比较；第一判定子单元，用于若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变小趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并背离所述摄像头的方向移动；第二判定子单元，用于若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变大趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并朝向所述摄像头的方向移动；第三判定子单元，用于若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为负值，则判定手势的移动方向为水平向左移动；第四判定子单元，用于若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为正值，则判定手势的移动方向为水平向右移动；第五判定子单元，用于若所述第一累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第二累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第二偏移值为负值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手势移动方向的识别方法，其特征在于，包括：在检测周期内，获取多帧手势图像，并从每帧手势图像中识别出手部区域；定位每帧手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径；根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向。

【技术特征摘要】
1.一种手势移动方向的识别方法，其特征在于，包括：在检测周期内，获取多帧手势图像，并从每帧手势图像中识别出手部区域；定位每帧手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径；根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向。2.如权利要求1所述的手势移动方向的识别方法，其特征在于，所述从每帧手势图像中识别出手部区域，具体包括：对每帧手势图像进行中值滤波和高斯滤波，并对滤波后的图像进行肤色分割；对分割后的图像进行膨胀和腐蚀的形态学操作得到二值化后的轮廓图像；将所述轮廓图像中轮廓面积大于预设阈值的像素点区域作为所述手势图像的手部区域。3.如权利要求1所述的手势移动方向的识别方法，其特征在于，所述定位每帧手部区域的手掌或手背中心位置，并获取手掌或手背半径，具体包括：基于距离变换算法获取每帧手部区域中半径最大的内切圆，将所述内切圆的圆心作为所述手掌或手背中心位置，并将所述内切圆的半径作为所述手掌或手背半径。4.如权利要求1所述的手势移动方向的识别方法，其特征在于，所述根据所述多帧手势图像之间手掌或手背中心位置和手掌或手背半径的变化，识别出手势的移动方向，具体包括：根据所述多帧手势图像的手掌或手背中心位置和手掌或手背半径，计算手掌或手背中心位置在水平方向上具有相同变化趋势的第一累计帧数、手掌或手背中心位置在竖直方向上具有相同变化趋势的第二累计帧数以及手掌或手背半径具有相同变化趋势的第三累计帧数，并计算所述多帧手势图像中的起始帧图像与结束帧图像在水平方向上的第一偏移值以及在竖直方向的第二偏移值；根据所述第一累计帧数、所述第二累计帧数、所述第三累计帧数、所述第一偏移值和所述第二偏移值，识别出手势的移动方向。5.如权利要求4所述的手势移动方向的识别方法，其特征在于，所述手势图像通过摄像头获取；所述根据所述第一累计帧数、第二累计帧数、第三累计帧数、第一偏移值和第二偏移值，识别出手势的移动方向，具体包括：将所述第一累计帧数、所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别与其对应的预设帧数阈值进行比较；若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变小趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并背离所述摄像头的方向移动；若所述第一累计帧数和所述第二累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第三累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述手掌或手背半径呈变大趋势，则判定手势向垂直所述摄像头所在平面并朝向所述摄像头的方向移动；若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为负值，则判定手势水平向左移动；若所述第二累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第一累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第一偏移值为正值，则判定手势水平向右移动；若所述第一累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第二累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第二偏移值为负值，则判定手势竖直向上移动；若所述第一累计帧数和所述第三累计帧数分别小于其对应的帧数阈值，所述第二累计帧数大于其对应的帧数阈值，且所述第二偏移值为正值，则判定手势竖直向下移动。6.一种手势移...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄恩武，
申请(专利权)人：深圳睛灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44