一種攝像頭條件下獲取遠程手勢軌跡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計算機人機交互界面領(lǐng)域，具體涉及一種攝像頭條件下獲取遠程手勢 軌跡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在像平面上，每幀手勢有一個重心位置，當手運動時，各幀手勢重心位置形成一個 軌跡，該軌跡就是手勢軌跡。目前獲取手勢軌跡主要方法是采用卡爾曼濾波器或粒子濾波 器等跟蹤器跟蹤每幀手勢重心位置，進而得到手勢軌跡。該方法存在的主要問題是：它們需 要逐幀處理，所以速度慢，延遲嚴重，影響手勢軌跡的實用性。因此，人手在運動過程中，連 續(xù)的手勢質(zhì)心點形成手勢運動軌跡曲線?，F(xiàn)有算法主要是利用跟蹤器逐幀跟蹤手勢質(zhì)心得 到手勢運動軌跡，算法速度慢，時間延遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種攝像頭條件下獲取 遠程手勢軌跡的方法，利用攝像頭捕獲人手運動圖像，獲得平滑的手勢運動軌跡曲線。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] 一種攝像頭條件下獲取遠程手勢軌跡的方法，包括：
[0006] (1).通過攝像頭獲得n幀bmp圖像，以及圖像的寬度、高度、存放數(shù)據(jù)的指針；
[0007] (2).依次對n幀圖像進行處理，獲得手勢圖像的質(zhì)心坐標；
[0008] (3).輸出步驟⑵得到的n幀手勢圖像的n幀質(zhì)心坐標，然后將n幀質(zhì)心坐標經(jīng) 過三次B樣條擬合得到三次B樣條擬合函數(shù)；
[0009] (5).通過三次B樣條擬合函數(shù)，畫出n幀圖像的軌跡曲線。
[0010] 所述步驟（2)是這樣實現(xiàn)的：
[0011] (21)獲得圖像的歷史幀數(shù)n、n幀圖像序列的首地址、圖像的寬度和高度；
[0012] (22)對圖像進行處理，將手勢圖像從背景圖像中分割出來；
[0013] (23)對分割出的手勢圖像去噪處理；
[0014] (24)對手勢圖像進行腐蝕、膨脹形態(tài)學處理；
[0015] (25)獲得手勢圖像的質(zhì)心坐標并將質(zhì)心坐標存放在數(shù)組CentroidCurve[n];
[0016] (26)循環(huán)步驟（22)-(26)，直到處理完n幀圖像序列；
[0017] (27)返回n幀圖像的手勢軌跡坐標CentroidCurve []。
[0018] 所述步驟（22)是這樣實現(xiàn)的：
[0019] (A1)、獲得圖像的首地址和圖像的高度、寬度及每行字節(jié)數(shù)；
[0020] (A2)、遍歷圖像上每個像素點，求出像素點的b、g、r分量；
[0021] (A3)、根據(jù)手勢的膚色模型，判斷圖像中每個像素的r、g、b分量，若滿足r>95&&g > 40&&b > 20&&abs(r-g) > 15&&r > g&&r > b條件，則判斷為膚色，將像素點置為手勢顏 色，否則判斷為非膚色，將像素點置為背景色；
[0022] (A4)循環(huán)步驟（A2)到（A3)，直到處理完圖像的全部像素點。
[0023] 所述步驟（23)采用8鄰域去噪處理方法實現(xiàn)去噪處理。
[0024] 所述步驟（23)是這樣實現(xiàn)的：
[0025] (B1)獲得圖像的首地址和圖像的高度、寬度及每行字節(jié)數(shù)；
[0026] (B2)為防越界，不處理最左邊、最右邊、最上邊和最下邊四邊的像素，從第2彳丁第2 列開始，遍歷圖像的像素點；
[0027] (B3)求出像素點的b、g、r分量，判斷像素點是背景色還是分割的手勢顏色，如果 是手勢顏色，則計算該像素點的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八個方向的像素點對 應的b、g、r分量；
[0028] (B4)判斷八個鄰域中，如果有大于或等于4個點是白點，則認為此點是噪聲點，并 將該點置為背景色；
[0029] (B5)循環(huán)步驟（B3)~（B4)，直到處理完原圖的全部像素點。
[0030] 所述步驟（24)中的腐蝕處理如下：
[0031] (C1)獲得圖像的首地址和圖像的高度、寬度及每行字節(jié)數(shù)；
[0032] (C2)開辟一塊內(nèi)存緩沖區(qū)；
[0033] (C3)定義一個一維數(shù)組B[9]:
[0034] B[9] = {1，0，1，
[0035] 0,0,0，
[0036] 1,0,1}
[0037] (C4)為防越界，不處理最左邊、最右邊、最上邊和最下邊四邊的像素，從第2彳丁第2 列開始，將指向的目標圖像的像素的值賦值給目標點像素點，檢查這個像素點，利用結(jié)構(gòu)元 素數(shù)組判斷該像素點的前一點、后一點、上一點、下一點這四點中是否有背景點，有則將檢 查的像素點的灰度值賦值為255,否則保持不變；
[0038] (C5)循環(huán)步驟（C4)，直到處理完原圖的全部像素點；
[0039] (C6)將結(jié)果暫存在內(nèi)存緩沖區(qū)中；
[0040] (C7)將結(jié)果從內(nèi)存復制到原圖的數(shù)據(jù)區(qū)。
[0041] 所述步驟（24)中的膨脹處理是這樣實現(xiàn)的：
[0042]01)獲得圖像的首地址和圖像的高度、寬度及每行字節(jié)數(shù)；
[0043]02)開辟一塊內(nèi)存緩沖區(qū)；
[0044] (D3)定義一個一維數(shù)組：
[0045] B[9] = {1，0，1，
[0046] 0,0,0，
[0047] 1,0,1}
[0048] (D4)為防越界，不處理最左邊、最右邊、最上邊和最下邊四邊的像素，從第2彳丁第2 列開始，將指向的目標圖像的像素的值賦值給目標點像素點，檢查這個像素點，利用結(jié)構(gòu)元 素數(shù)組判斷該像素點的前一點、后一點、上一點、下一點這四點中是否有相交點，有則將檢 查的像素點的灰度值賦值為〇,否則保持不變；
[0049] (D5)循環(huán)步驟（D4)，直到處理完原圖的全部像素點；
[0050] (D6)將結(jié)果暫存在內(nèi)存緩沖區(qū)中；
[0051] (D7)將結(jié)果從內(nèi)存復制到原圖的數(shù)據(jù)區(qū)。
[0052] 所述步驟（25)中獲得手勢圖像的質(zhì)心坐標是這樣實現(xiàn)的：
[0053] (E1)獲得圖像的首地址和圖像的高度、寬度及每行字節(jié)數(shù)；
[0054] (E2)遍歷圖像，求得所有手勢點的x、y值之和并分別統(tǒng)計手勢點的個數(shù)；
[0055] (E3)將手勢點x、y值的和，除以手勢點個數(shù)得到質(zhì)心坐標。
[0056] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：現(xiàn)有技術(shù)主要利用跟蹤器逐幀跟蹤手勢 質(zhì)心，根據(jù)手勢質(zhì)心序列形成手勢軌跡。本發(fā)明在獲得手勢質(zhì)心序列的基礎(chǔ)上利用三次B 樣條對手勢質(zhì)心序列進行擬合，得到平滑的手勢運動軌跡。
【附圖說明】
[0057] 圖1本發(fā)明方法的步驟框圖。
【具體實施方式】
[0058] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述：
[0059] 如圖1所示，本發(fā)明方法包括：
[0060] 1.通過攝像頭獲得n幀bmp圖像，及圖像的寬度、高度、存放數(shù)據(jù)的指針。
[0061] 2.對n幀圖像依次進行如下處理：
[0062] {
[0063] (1)利用膚色模型（即 r > 95&&g > 40&&b > 20&&abs(r-g) > 15&&r > g&&r > b)，提取手勢圖像（某像素點滿足膚色模型，則認為是手勢，否則認為是背景），二值化處 理，即將膚色像素點置成一種顏色（如紅色），背景像素點置成另一種顏色（如白色），顏色 改變是通過像素點對應的r、g和b分量來進行設(shè)置的；
[0064] (2)對提取出的手勢圖像（手勢圖像是指從背景提取出的手勢，手勢區(qū)域置成紅 色，背景區(qū)域置成白色）進行8鄰域去噪處理得到去噪處理后的手勢圖像。
[0065] (3)對所述去噪處理后的手勢圖像進行腐蝕、膨脹形態(tài)學處理。
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