[发明专利]一种快速人手检测识别跟踪方法及装置

说明书

本发明涉及一种快速人手检测识别跟踪方法及装置，包括：获取检测视频；根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布，确定所述检测视频中的皮肤定位手的初始位置；基于所述初始位置，设定初始粒子对所述皮肤定位手进行下一位置的跟踪，并根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布进行校正；根据所述皮肤定位手的图像在不同尺度空间下的高斯滤波差分式，确定所述皮肤定位手的人手轮廓位置，并控制机械臂向所述人手轮廓位置运动。本发明将YCbCr颜色空间二维高斯分布用于粒子滤波，降低粒子滤波对光照的影响，增强跟踪的准确性，同时将不同尺度空间下的高斯滤波差分式用于检测人手轮廓位置，避免了复杂的求导计算，计算速度更快、效率更高，实时性更好。

技术领域

本发明协作机器人领域，尤其涉及一种快速人手检测识别跟踪方法及装置。

背景技术

目标检测和跟踪是机器视觉的一个重要课题，在人机交互、军事制导、视频监控、机器人视觉导航、以及医疗诊断等许多方面有着重要应用。协作机器人和人体的交互通道，主要是通过人手，因此人手识别和跟踪是协作机器人正常工作的重要一步。

现有技术中，人手识别和跟踪主要有两大类方法：一类是使用数据手套，但是由于需要佩戴复杂的数据手套和繁琐的传感器，影响了使用者的体验，并且数据手套价格昂贵，所以不利于推广使用；另一类则是徒手检测与跟踪，虽然国内外有很多方法对物体进行检测与跟踪，但同时也有着各种的弊端，诸如对光照的影响敏感、模型不精确、跟踪实时性不高等。因此，如何进行准确、高效且快速的人手识别和跟踪是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种快速人手检测识别跟踪方法及装置，用以解决现有技术中对人手的识别和跟踪不够准确、高效且快速的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种快速人手检测识别跟踪方法，包括：

获取检测视频；

根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布，确定所述检测视频中的皮肤定位手的初始位置；

基于所述初始位置，设定初始粒子对所述皮肤定位手进行下一位置的跟踪，并根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布进行校正；

根据所述皮肤定位手的图像在不同尺度空间下的高斯滤波差分式，确定所述皮肤定位手的人手轮廓位置，并控制机械臂向所述人手轮廓位置运动。

进一步地，所述根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布，确定所述检测视频中的皮肤定位手的初始位置，包括：

将所述检测视频中每一帧的每个像素点的YCbCr值带入所述皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布，计算出相应的概率值；

若所述概率值满足预设阈值条件，则属于所述初始位置。

进一步地，所述皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布的确定，包括：

根据多类皮肤图片的YCbCr值中的Cb值和Cr值，确定多组二维变量；

将所述多组二维变量带入二维高斯分布公式，得到皮肤的颜色均值和颜色方差；

根据所述颜色均值和所述颜色方差，构建所述皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布。

进一步地，所述基于所述初始位置，设定初始粒子对所述皮肤定位手进行下一位置的跟踪，包括：

在所述检测视频中设定初始粒子进行粒子滤波跟踪；

基于所述初始位置，利用所述初始粒子跟踪所述皮肤定位手的下一个位置，其中，所述皮肤定位手的运动方程作为所述初始粒子的系统模型，所述皮肤定位手的皮肤二维高斯分布作为所述初始粒子的校正测量。

进一步地，所述并根据皮肤YCbCr颜色空间的二维高斯分布进行校正根据，包括：