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基于实例化相关滤波器的鲁棒人手跟踪

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第12期46卷 30-35页

作者：桑农王佳龙李逢华中科技大学自动化学院湖北武汉430074 华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室湖北武汉430074

针对无约束环境下人手的跟踪问题,提出了一个基于实例化的鲁棒人手跟踪算法.该算法将多个基于相关滤波的跟踪器组合成跟踪器集合,每个跟踪器对应的相关滤波器由一个特定的跟踪结果训练而来,在后续的跟踪过程中不会更新.此外,为避免模型... 详细信息

针对无约束环境下人手的跟踪问题,提出了一个基于实例化的鲁棒人手跟踪算法.该算法将多个基于相关滤波的跟踪器组合成跟踪器集合,每个跟踪器对应的相关滤波器由一个特定的跟踪结果训练而来,在后续的跟踪过程中不会更新.此外,为避免模型漂移,该算法结合基于颜色模型的分割对跟踪结果进行调整.对比实验表明:在复杂场景中提出的算法相较于单一的相关滤波跟踪或基于颜色模型的跟踪算法有明显的提升,相较于其他一些跟踪算法跟踪效果也更好.

关键词：人机交互人手跟踪核相关滤波实例化集合超像素分割光流法

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多特征融合的实时人手跟踪算法（英文）

控制理论与应用 2017年第6期34卷 797-802页

作者：李逢桑农王洪智颜轶高常鑫刘乐元华中科技大学自动化学院图像信息处理与智能控制教育部重点实验室湖北武汉430074 华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心湖北武汉430079

由于复杂背景、形变以及运动造成的模糊等因素,导致在自然场景下的人手跟踪仍然是一个具有挑战性的问题.本文中,结合运动、颜色和Haar-like特征来构造一个具有鲁棒性的实时人手检测算法.尽管不能运用于所有的情形,但Haar-like特征成功... 详细信息

由于复杂背景、形变以及运动造成的模糊等因素,导致在自然场景下的人手跟踪仍然是一个具有挑战性的问题.本文中,结合运动、颜色和Haar-like特征来构造一个具有鲁棒性的实时人手检测算法.尽管不能运用于所有的情形,但Haar-like特征成功地去除了类似肤色的运动背景区域.利用三个特征构造三个弱分类器,然后将其结合成一个强分类器.如果一个分类器已经确定了人手的位置,其他分类器将不会执行,否则将会为下一个分类器提供一个可能的区域.文中实现了提出的算法,并且在几个具有挑战性的视频序列上进行了实验.

关键词：人手跟踪多特征实时性人机交互

基于粒子滤波与改进GVF Snake的人手跟踪算法

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上海交通大学学报 2018年第7期52卷 801-807页

作者：孙一奇吴爱国董娜邵一哲天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

为实现在复杂背景下对人手进行准确、快速的位置跟踪与轮廓跟踪,并针对粒子滤波无法获取人手目标的准确信息与人手深凹区域获取难的问题,提出一种基于肤色自适应梯度矢量流主动轮廓(Gradient Vector Flow Snake,GVF Snake)模型的粒子滤... 详细信息

为实现在复杂背景下对人手进行准确、快速的位置跟踪与轮廓跟踪,并针对粒子滤波无法获取人手目标的准确信息与人手深凹区域获取难的问题,提出一种基于肤色自适应梯度矢量流主动轮廓(Gradient Vector Flow Snake,GVF Snake)模型的粒子滤波算法实现人手跟踪.该算法首先对粒子滤波得到的人手区域进行肤色灰度增强,弱化背景梯度信息,然后对该区域利用引入自适应梯度矢量流场和肤色自适应外部引导力的GVF Snake模型,获取人手的真实轮廓以及准确的系统观测和系统状态,减少了粒子退化的可能,完成了更加准确的位置跟踪.实验表明:在复杂、运动背景甚至大范围遮挡的情况下,该改进算法获得了更加准确的人手轮廓,同时对人手跟踪的实时性提升了13%,均方根误差降低了48%.

关键词：人手跟踪人手轮廓梯度矢量流主动轮廓模型自适应粒子滤波

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基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法

北京理工大学学报 2005年第12期25卷 1083-1086页

作者：柳阳贾云得北京理工大学信息科学技术学院计算机科学工程系北京100081

为了解决人与穿戴计算机的自然交互问题,提出了一种基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法.该方法以Icondensation算法为基础,综合利用穿戴视觉系统输出的深度和灰度信息进行人手跟踪,并引入了手势变换模型.该模型可以在几种预先定义的... 详细信息

为了解决人与穿戴计算机的自然交互问题,提出了一种基于穿戴视觉的人手跟踪与手势识别方法.该方法以Icondensation算法为基础,综合利用穿戴视觉系统输出的深度和灰度信息进行人手跟踪,并引入了手势变换模型.该模型可以在几种预先定义的手势之间进行动态变换.实验结果表明,该方法可以有效地实现动态和复杂背景下的人手跟踪与手势识别,为穿戴计算机系统提供自然友好的手势交互途径.

关键词：穿戴视觉穿戴计算机人手跟踪手势识别

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基于动态可见手指的人手跟踪算法研究

系统仿真学报 2006年第8期18卷 2351-2354页

作者：冯志全孟祥旭蔺永政山东大学计算机科学与技术学院山东济南250100 济南大学信息科学与工程学院山东济南250022

在下述基本假设下提出了一种基于单目相机结构的人手跟踪算法:(1)大拇指根始终可见;(2)除大拇指外,至少有另外一个手指是可见的。首先,利用UKF滤波技术,获取人手的全局运动,然后,利用3-D约束条件和最小化代价函数获取各关节的局部运动... 详细信息

在下述基本假设下提出了一种基于单目相机结构的人手跟踪算法:(1)大拇指根始终可见;(2)除大拇指外,至少有另外一个手指是可见的。首先,利用UKF滤波技术,获取人手的全局运动,然后,利用3-D约束条件和最小化代价函数获取各关节的局部运动。实验表明,算法可以部分地解决人手自遮挡问题,具有令人满意的跟踪精度。

关键词：卡尔曼滤波无味卡尔曼滤波人手跟踪人机交互运动跟踪

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以改善精度为目标的人手跟踪方法研究

计算机研究与发展 2008年第7期45卷 1239-1248页

作者：冯志全杨波李毅王中华郑艳伟济南大学信息科学与工程学院济南250022 济南大学控制科学与工程学院济南250022

分别从UKF滤波器的内在机理和人手运动模型两个方面入手,以改善跟踪结果的精确度为基本目标,重点对UKF算法中存在的部分理论问题进行了探讨,在此基础上提出了改进后的UKFDUT算法,同时也对IMM进行了改进,把IMM模型变为MM模型,再进一步将U... 详细信息

分别从UKF滤波器的内在机理和人手运动模型两个方面入手,以改善跟踪结果的精确度为基本目标,重点对UKF算法中存在的部分理论问题进行了探讨,在此基础上提出了改进后的UKFDUT算法,同时也对IMM进行了改进,把IMM模型变为MM模型,再进一步将UKFDUT算法和MM模型相融合,得到UKFDUT+MM算法.研究表明,Sigma点具有一些特性,通过对这些特性进行研究,可以找到改进跟踪精度的新途径;把MM模型和人手模型评价标准相结合,可以取得比单独使用IMM更好的跟踪精度.实验结果也表明了算法的有效性和令人满意的跟踪精度.

关键词： unscented卡尔曼滤波优化算法西格玛点交互性多模型人手跟踪

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服务于协作机器人的人手检测及跟踪系统

服务于协作机器人的人手检测及跟踪系统

作者：王旺江汉大学

学位级别：硕士

随着智能机器人的发展与普及,人与机器人之间的交互方式研究变得越来越重要。手部作为协作机器人与人体之间最方便、最快捷的交互通道,是人机交互最主要的方式之一。人手检测和跟踪是协作机器人实现人机交互的重要步骤,近年来取得了进步... 详细信息

随着智能机器人的发展与普及,人与机器人之间的交互方式研究变得越来越重要。手部作为协作机器人与人体之间最方便、最快捷的交互通道,是人机交互最主要的方式之一。人手检测和跟踪是协作机器人实现人机交互的重要步骤,近年来取得了进步,但也存在不足,如手模型不准确和跟踪率低等,并且没有应用在实际场景中。因此本文设计了一个服务于协作机器人的人手检测及跟踪系统,对人手的检测和跟踪、并将其应用于协作机器人实际场景中做了研究,做了以下工作。(1)针对人手的肤色变化、矩形框背景干扰等因素都可能影响检测的准确性和稳定性的问题,提出了基于肤色和人手模型结合的人手检测算法。首先通过皮肤在YCbCr颜色空间下的二维高斯统计分布初步检测到人手部位,然后使用DoG来检测手掌及椭圆近似手指来确定人手的轮廓。该方法即使在尺度变化、非刚性变换和旋转的情况下也能成功地检测和跟踪人手。通过训练得出皮肤数据集的参数,不用人工调整阈值,准确性较高,在简单和复杂场景中都能准确地提取人手,也避免了矩形框框住图像其他背景对后面训练带来干扰。(2)针对人手非线性非高斯模型跟踪问题,提出了基于YCbCr颜色空间二维高斯分布改进的粒子滤波人手跟踪算法。首先,需要通过对人手皮肤区域进行颜色建模,获取目标的颜色特征信息,计算出肤色在YCbCr颜色空间高斯分布的均值和方差。然后初始化粒子,确定粒子运动模型,利用粒子的状态和目标的运动模型,对每个粒子进行状态预测,得到下一时刻的状态。根据当前帧每个粒子位置的像素点与肤色模型的相似度分配粒子权重,将所有粒子的权重归一化,最后重采样,确定更新人手所在的位置。(3)基于深度学习的物体检测算法中,由于One-stage目标检测算法只需要一次前向计算,不需要生成候选区域,不需要RoI Pooling层的操作,计算量相对较小,速度更快,可以使用实时应用场景。因此使用One-stage目标检测算法中的YOLOv5深度学习目标检测方法对自己标定的数据集进行训练,得到了95.5%的准确率。(4)将上述人手检测、人手跟踪、物体检测方法综合成功地应用于UR3协作机器人中,实现机械臂抓取物体,跟踪放置于人手,完成识别跟踪系统,为协作机器人人机交互方式落地提供一种方法。

关键词：协作机器人人手检测人手跟踪粒子滤波

基于ICONDENSATION算法的人手跟踪与手势识别算法

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北京理工大学学报 2007年第12期27卷 1069-1072页

作者：刘法旺丁刚毅李善青徐一华北京理工大学计算机科学技术学院智能信息技术北京市重点实验室北京100081

为实现基于手势的智能人机交互,提出了一种基于视觉的人手跟踪与手势识别算法.该方法以ICON-DENSATION算法为基础,融合颜色与深度信息进行重要采样,结合轮廓信息并通过ASM模型的能量函数进行观测,根据最大后验概率对几种预定义的手势进... 详细信息

为实现基于手势的智能人机交互,提出了一种基于视觉的人手跟踪与手势识别算法.该方法以ICON-DENSATION算法为基础,融合颜色与深度信息进行重要采样,结合轮廓信息并通过ASM模型的能量函数进行观测,根据最大后验概率对几种预定义的手势进行识别.实验结果表明,该算法能够有效地实现复杂背景下的人手跟踪与手势识别,为进一步实现智能人机交互奠定了基础.

关键词：人手跟踪手势识别人机交互

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基于粒子滤波与改进水平集的人手跟踪

计算机工程 2010年第13期36卷 159-161页

作者：陆意骏陈一民黄诗华陈明姚争为上海大学计算机工程与科学学院上海200072

提出一种基于肤色信息的改进水平集分割算法,给出整个算法的推导和实现过程,实现复杂背景下的精确人手轮廓分割,在进行人手跟踪时,使用粒子滤波对手的位置和大小进行跟踪,并用跟踪结果初始化水平集函数,以此加快轮廓曲线的收敛速度,获... 详细信息

提出一种基于肤色信息的改进水平集分割算法,给出整个算法的推导和实现过程,实现复杂背景下的精确人手轮廓分割,在进行人手跟踪时,使用粒子滤波对手的位置和大小进行跟踪,并用跟踪结果初始化水平集函数,以此加快轮廓曲线的收敛速度,获得手的轮廓后,对指尖位置进行定位。实验结果表明,该算法能够在复杂背景下实时、准确地跟踪人手轮廓和指尖位置。

关键词：人手跟踪粒子滤波水平集肤色