一种基于视频输入的获取隔空手势轨迹的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机人机交互界面领域，具体设及一种基于视频输入的获取隔空手 势轨迹的方法。
【背景技术】
[0002] 在像平面上，每帖手势有一个重屯、位置，当手运动时，各帖手势重屯、位置形成一个 轨迹，该轨迹就是手势轨迹。目前获取手势轨迹主要方法是采用卡尔曼滤波器或粒子滤波 器等跟踪器跟踪每帖手势重屯、位置，进而得到手势轨迹。该方法存在的主要问题是；它们需 要逐帖处理，所W速度慢，延迟严重，影响手势轨迹的实用性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于视频输入的获 取隔空手势轨迹的方法，利用摄像头输入用户手势，获取手势重屯、位置在像平面上形成的 二维轨迹。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0005] 一种基于视频输入的获取隔空手势轨迹的方法，包括：
[0006] (1)输入总帖数m，用摄像头捕获n帖图像的数字序列，并且放到n帖摄像头捕获 的图像数据地G_Buffer[n]中；
[0007] (2)获取对应手势运动轨迹的白点的坐标集合白点数；
[000引 （3)获取每一帖手势的坐标值X，Y;
[0009] (4)判断帖数n>=m，如果是，则根据似利用B样条画出轨迹，然后转入步骤 妨；否则，返回到（1)继续执行；
[0010] (5)结束。
[0011] 所述步骤（2)是该样实现的：
[001引 （21)获取n帖中首帖图像的灰度信息，设为Grayia)U);
[0013] (22)获取其他n-1帖图像的灰度信息，设为Gray(i) (j)，并判断化bs(Gray(i) (j)-Gray1 (i) (j)) <阔值是否成立；
[0014]似）如果f油s(Gray(i) (_j)-Grayl(;〇 (j)) < 阔值则Gray(i) (_]?) =0，否则 Gray(i) (j)保持不变；
[0015] (24)ZongGray(i) (j) =ZongGray(i) (j)+Gray(i) (j)'ZongGray(i) (j)记录叠加 后图像对应的各个像素的灰度值；
[0016] 侦）判断n帖是否执行完毕，如果否，则返回步骤（22)，如果是，则判断 ZongGray(i) (j) > 255 是否成立，若是，则ZongGray(i) (j) = 255,否则ZongGray(i) (j) =0;
[0017](26)根据ZongGray(i)(j)的信息生成灰度图；
[0018](27)对所述灰度图进行膨胀；
[0019] (28)对灰度图进行细化；
[0020] (29)获取细化后生成白点的坐标X，Y值，并统计细化后的轨迹的白点的坐标X，Y 值，并记下该n帖的白点数，然后进行B样条拟合。B样条拟合是通过计算机图形学技术实 现的，通过B样条进行拟合可W使隔空手势运动轨迹平滑。
[0021] 所述步骤（26)是该样实现的：
[0022] (A1)输入图像叠加处理完后的各个像素点的灰度值，定义位图文件头、位图信息 头和调色板和位图数据信息；
[0023] (A2)新建由灰度值对应的灰度图；
[0024] (A3)依次对位图文件头、位图信息头和调色板进行赋值；
[0025] (A4)依次判断图像的灰度值，最后置成二值化，即若灰度值是0则为0,否则是 255；
[0026] (A5)将经过（A4)处理后的各个像素点的灰度值写入到（A2)所建的灰度图中。
[0027] 所述步骤（27)是该样实现的：
[002引炬1)输入指向图像序列的指针，宽，高，一行所占的字节数获得图像的首地址和图 像的高和宽；
[0029] 炬2)开辟一块内存缓冲区；
[0030] 炬3)定义一个一维数组：
[003UintB巧]=(1，0，1，
[0032] 0,0,0，
[0033] 1,0,1};
[0034] 炬4)为防越界，不处理最左边、最右边、最上边和最下边四边的像素，从第2行第2 列开始，将指向的目标图像的像素的值赋值给目标点像素点，检查该个像素点，利用结构元 素数组判断该像素点的前一点、后一点、上一点、下一点该四点中是否有相交点，如果有，贝U 将检查的像素点的灰度值赋值为0,否则保持不变，或者定义不同形状的结构元素来进行膨 胀，即检查结构元素中为1所对应的像素点是否与物体相交不为空，如果是，则保留该点， 否则置为255 ;
[0035] 炬5)循环步骤炬4)，直到处理完原图的全部像素点；
[0036] 炬6)将经过炬5)处理后的结果暂存在内存缓冲区中；
[0037] 炬7)将结果从内存缓冲区复制到原图的数据区。
[003引所述（28)是该样实现的：
[0039] (C1)输入指向图像序列的指针pImageBuffer，获取图像的首地址及图像的高和 宽、5X5相邻区域像素值S模板；
[0040] 似）开辟一块内存缓冲区，并初始化为0 ;
[0041] (C3)如果当前像素值小于255则跳过该像素；
[00创 （C4)如果当前像素为255,则是手势轨迹，则定义一个5X5的结构元素，计算5X5 的结构元素中各个位置上的值，为防越界，不处理外围的2行、2列像素，从第3行第3列开 始判断，将S模板中屯、覆盖在待判断的像素上，如果S模板所覆盖的位置下，像素小于255， 则为背景，则将S模板同样的位置置为1，否则置成0;
[0043] (C5)依次判断S模板点是否同时满足4个判断条件，如果满足W上4个条件，则删 除该点，否则保留像素点，并置该点的像素值为255,直至所有的像素点处理完一遍；
[0044] (C6)循环执行（C5)直至没有需要删除的点为止；
[0045] (C7)将结果保存到内存缓存区
[0046] (C8)将结果由内存缓冲区复制到原图的数据区。
[0047] 所述步骤攸）中的4个判断条件为：
[0048]条件1 ;2<=N(S巧][2])<=6 ;
[0049]条件2 ;T(S巧]凹）=1 ;
[0050] 条件 3 ;S山巧]*S[2] [1]*S[2]巧]=0 同时T(S[1]巧])! = 1 ;
[0051] 条件4 ;S[1] [2]巧巧]山巧巧][2] =0同时T(S巧]山）！ = 1;
[0052] 其中，N(S巧]凹）表示WS巧][2]为中屯、的3X3领域内目标像素的个数；取其中 的3X3领域WS凹凹为中屯、点，则T(S凹巧])表示序列S凹凹周围8领域元素首尾 相接形成序列中从0到1的变化次数，其它依此类推。
[0化3] 所述步骤（29)中的获取细化后生成白点的坐标X，Y值是该样实现的：
[0054] 值1)输入指向细化后图像的指针pImageBuffer，根据当前图像的指针对图像的 每行每列进行扫描操作；
[0055] 值2)如果扫描到的像素值是255,则记录下该点的像素坐标，并且将白点数加一；
[0化6] 值3)依次执行值2)的操作，直到所有的像素值都扫描完为止；
[0057] 值4)输出当前图像的白点的个数。
[0化引所述步骤（29)中进行B样条拟合是该样实现的：
[0059] 巧1)首先使得端点处的导数和端点的两个控制点的连线平行，根据白点的坐标来 更新第一个点和最后一个点的坐标X，Y，间隔取t= 1. 0/1000 ;
[0060] 巧2)每两个点进行均等插值，根据S次B样条的基函数的公式来计算基函数a,b， c，d;
[0061] 巧3)利用给定的白点的坐标X，Y和基函数，根据B样条插值曲线的公式分别计算 出插值点的坐标X，Y，其中用到了S次B样条曲线的公式，利用上面的公式，取n= 3,则有 S次B样条曲线的基函数如下：
[0062]
[0063] 巧4)将计算出的X，Y值进行连线；
[0064] 巧。如果所有的白点都遍历完成，则结束，否则返回步骤巧。。
[00化]所述步骤（3)是该样实现的：