[发明专利]基于Kinect的视频人手指尖定位方法

权利要求书

1.基于Kinect的视频人手指尖定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采集视频信息；

（2）分析处理并分割视频信息，获取用户手部；

（3）对用户手部的手掌进行椭圆拟合得到椭圆，将所述椭圆的圆心作为手掌心点；

（4）对用户手臂点进行定位；

（5）对用户指尖进行定位，所述定位包括多指定位和单指定位。

2.根据权利要求1所述的视频人手指尖定位方法，其特征在于，所述步骤（5）中：

所述多指定位的步骤如下：

（A）对分割得到的手部轮廓进行多边形拟合，得到拟合多边形；

（B）对轮廓的拟合多边形求凸外形，并由拟合多边形和凸外形这两个闭合曲线得到轮廓凸形缺陷；

（C）求取凸形缺陷各个顶点的曲率，曲率大于一定阈值的被当做候选指尖点；

（D）对手的部分进行分区并且筛除掉上一步的误判指尖点得到最后真实的指尖点数和位置；

所述单指定位的步骤如下：

（a）用最远模式求分割得到的手部区域距离手臂点的二维欧氏距离最大点作为该模式下候选单指尖点；

（b）用最前模式求分割得到的手部区域的最前点作为该模式下候选单指尖点；

（c）根据物理模型在两模式得到结果中选一作为最后真实的指尖点位置。

3.根据权利要求1所述的视频人手指尖定位方法，其特征在于，所述步骤（1）中，采用微软的Kinect传感器采集视频信息，所述视频信息包括彩色图像和深度图像，所述Kinect传感器自身提供用户图，将用户从背景中分离出来。

4.根据权利要求1所述的视频人手指尖定位方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述椭圆拟合采用迭代拟合，所述迭代拟合的步骤如下：

①将用户的手掌视为一个椭圆，手指视为圆柱；

②对整个手部的轮廓进行第一次椭圆线拟合；

③将第一次拟合得到的椭圆与原手部的重叠区域作为第二次椭圆拟合的对象；

④把第二次椭圆拟合的对象与原手部的重叠区域作为第三次椭圆拟合的对象；

⑤第三次椭圆拟合得到最后手掌的椭圆拟合域，设定所述椭圆拟合域的中心为掌心点p_palm。

5.根据权利要求1所述的视频人手指尖定位方法，其特征在于，所述步骤（4）中，对用户手臂点进行定位的方法采用二次深度阈值分割求取手臂点方法，所述二次深度阈值分割求取手臂点方法的步骤如下：

Ⅰ、Kinect自身提供一个视场范围内的用户深度图，基于人体在深度上连续的这一特性和人手需要处于整个人体的最前方的假设，利用Kinect提供的用户图和深度图，求用户的整个人体距离Kinect的最近距离点，求用户的整个人体距离Kinect的最近距离点的方法如下：先使用预设的深度阈值，将用户的人手从图像中分割出来；所述用户图标示着当前视像里面属于用户的像素，所述深度图标示当前视像里面每一个像素位置的景物距离Kinect传感器的距离，所述用户的整个人体距离Kinect的最近距离点即是手的最前端，所述预设的深度阈值的物理意义是手的最前端到手腕的深度范围；

Ⅱ、增加上一步的深度阈值，对步骤Ⅰ中Kinect提供的深度图再进行一次深度阈值分割，

Ⅲ、步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的对步骤Ⅰ中Kinect提供的深度图进行两次分割，得到两个二值图，计算所述两个二值图的差值图，差值部分视作手臂的一部分，统计差值部分的中心即为手臂点p_arm。