[发明专利]任意手形人手跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及手势交互技术，特别是涉及一种任意手形人手跟踪方法。

背景技术

随着计算机视觉技术的不断发展，手势交互技术逐步得到推广应用。基于计算机视觉的手势交互，其核心是利用计算机视觉、图像处理等技术对图像采集设备采集到的视频序列进行处理，得到对手势控制行为的理解，从而进行相应响应。

基于计算机视觉的手形跟踪是手势人机交互中的一项关键技术，国内外已有很多学者在这个领域取得了一定的成果，目前已存在的跟踪方法大体分为：（1）基于分类器和粒子滤波的固定手形检测跟踪方法；（2）结合Camshift、光流法、Kalman滤波的运动可变形手形跟踪方法。前者能在固定手形下得到较好的跟踪效果与准确率，很大的缺陷在于手形固定；后者能在一定程度上克服手形变化的问题，但要求变化及运动的速度不是很快，并且精度不高。这使得手势在人机交互应用中存在很大的局限性。而过多的限制人手的形状和运动方式，会带来手势控制疲劳、烦琐等问题，不能满足手势控制自然、舒适的初衷。

发明内容

基于此，本发明提供一种任意手形人手跟踪方法，基于背景模型，对任意变化的人手进行快速精确地跟踪，能够更自然舒适地实现手势控制。

一种任意手形人手跟踪方法，其包括：获得初始化的背景图像；根据该背景图像获得人手跟踪起始位置，并依此获得跟踪感兴趣区域；获取图像帧间差分运动信息，并根据感兴趣区域位置中的运动信息，获得当前人手的初始位置区域；根据预定公式更新所述当前人手的初始位置区域的背景图像信息；根据更新后的背景图像信息获得人手的分割图像；以及根据人手的分割图像计算分割后的人手的位置，并依据该位置获得新的感兴趣区域。

在其中一个实施例中，所述获得初始化的背景图像的步骤包括：利用公式：对一段时间T内获得的图像帧求平均，而得到初始化的背景图像，其中，B₀表示初始化的背景图像，I_i表示第i个图像帧。

在其中一个实施例中，所述获得人手跟踪起始位置，并依此获得跟踪感兴趣区域的步骤包括：利用手势检测分类器在图像中搜索人手位置，并设定以人手位置为中心，半径为r的圆形区域为跟踪感兴趣区域。

所述获取帧间差分运动信息并根据感兴趣区域位置中的运动信息，获得当前人手的初始位置区域的步骤包括：根据公式：I_diff＝I_t-I_t-1获得相邻两图像帧之间的差分图像帧，其中，I_t表示t时刻的图像帧，I_t-1表示t-1时刻的图像帧；根据公式：Ith1=255ifIdiff(x,y)>Th10otherwise]]>对该差分图像进行二值化，其中，Th1为预先设定的二值化分割阈值；对该二值化后的图像进行增强去噪处理；以及利用均值飘移方法计算出人手的初始位置区域。

在其中一个实施例中，所述对该二值化后的图像进行增强去噪处理的步骤包括：对感兴趣区域内的运动信息进行加强，以及对感兴趣区域外的运动信息进行减弱。