一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，包括以下步驟：獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行模糊處理，得到手勢(shì)幀序列；根據(jù)手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和概率數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)得到的手勢(shì)幀序列進(jìn)行識(shí)別處理，得到手勢(shì)幀序列識(shí)別結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)對(duì)手部動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊處理，有效避免了因手掌大小不一造成的識(shí)別率較低的問(wèn)題，而且通過(guò)結(jié)合手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和概率數(shù)據(jù)庫(kù)，使得本發(fā)明能根據(jù)前后手勢(shì)選取當(dāng)前手勢(shì)最優(yōu)的識(shí)別，大大提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確率。本發(fā)明作為一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法可廣泛應(yīng)用于手語(yǔ)識(shí)別產(chǎn)品中。
【專利說(shuō)明】一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及手勢(shì)識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 手勢(shì)識(shí)別國(guó)內(nèi)外科學(xué)家已經(jīng)進(jìn)行過(guò)了大量研究。1994年，Ramon M S和Dannil T 研制了一種基于物理約束的手抓取過(guò)程的手動(dòng)作合成的控制與抓取系統(tǒng)。1995年，Lee J intae和Kunii Tosiyasv L研究用攝像機(jī)獲得手的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)分析三維手勢(shì)，實(shí) 現(xiàn)三維手勢(shì)重構(gòu)。1997年，加拿大多倫多大學(xué)的Sidney S F研究的Glove Talkll系統(tǒng)是 目前最有影響的手勢(shì)接口系統(tǒng)，他采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將用戶手勢(shì)轉(zhuǎn)換成手勢(shì)語(yǔ)言參數(shù)，通過(guò)語(yǔ) 言合成器合成為語(yǔ)言輸出。我國(guó)高文等人，也進(jìn)行了基于手勢(shì)和人的行為動(dòng)作識(shí)別的手語(yǔ) 合成技術(shù)的研究。
[0003]目前基于傳感器數(shù)據(jù)手套的手勢(shì)識(shí)別是從傳感器直接獲得手指運(yùn)動(dòng)特征數(shù)據(jù)，然 后通過(guò)匹配的算法將其翻譯成人可直接識(shí)別的文字或聲音。但是目前手語(yǔ)翻譯技術(shù)多數(shù)受 限于詞語(yǔ)的識(shí)別，并且隨著手語(yǔ)庫(kù)的增多容易造成翻譯混淆，并且由于人手的大小不一，也 比較容易造成不同人之間的手勢(shì)識(shí)別效率差別較大，識(shí)別準(zhǔn)確率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確率的一 種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，包括以下步驟：
[0007] A、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行模糊處理，得到手勢(shì)幀序列；
[0008] B、根據(jù)手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和概率數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)得到的手勢(shì)幀序列進(jìn)行識(shí)別處理，得到手勢(shì) 幀序列識(shí)別結(jié)果。
[0009] 作為所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟A包 括：
[0010] A1、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的各個(gè)手指的彎曲角度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的彎曲隸屬度函數(shù)， 得出對(duì)應(yīng)的各個(gè)手指的彎曲狀態(tài)；
[0011] A2、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌俯仰角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的俯仰隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 得出結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的俯仰狀態(tài)；
[0012] A3、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌傾斜角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的傾斜隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 得出結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的傾斜狀態(tài)；
[0013] A4、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌偏航角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的偏航隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 得出結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的偏航狀態(tài)；
[0014] A5、根據(jù)計(jì)算得到的俯仰狀態(tài)、傾斜狀態(tài)和偏航狀態(tài)，結(jié)合預(yù)設(shè)的規(guī)則，得出對(duì)應(yīng) 的手掌朝向；
[0015]A6、根據(jù)手掌朝向和各個(gè)手指的彎曲狀態(tài)，得出手勢(shì)幀，并進(jìn)而得出手勢(shì)幀序列。
[0016] 作為所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，其特征在于：所述 的步驟B包括：
[0017]B1、獲取手勢(shì)幀序列，依照從頭到尾的順序提取手勢(shì)幀；
[0018]B2、將提取的手勢(shì)幀分別依次放入對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)中；
[0019]B3、依次從手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取各個(gè)手勢(shì)幀對(duì)應(yīng)的所有字詞，并將其附加進(jìn)對(duì)應(yīng)的 結(jié)點(diǎn)中，直到手勢(shì)幀序列上所有手勢(shì)幀均完成手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索；
[0020] B4、將相鄰兩個(gè)結(jié)點(diǎn)所附帶的字詞按照結(jié)點(diǎn)的順序分別兩兩組合，組合中由上一 個(gè)結(jié)點(diǎn)的字詞指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的字詞；
[0021]B5、將所有組合分別在概率數(shù)據(jù)庫(kù)中索引出各組合的概率；
[0022] B6、查找出各組合組成的句子中概率和最大的一個(gè)句子，得出手勢(shì)幀序列識(shí)別結(jié) 果。
[0023] 作為所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟A1中 的彎曲隸屬度函數(shù)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟： A、 獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行模糊處理，得到手勢(shì)幀序列； B、 根據(jù)手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和概率數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)得到的手勢(shì)幀序列進(jìn)行識(shí)別處理，得到手勢(shì)幀序 列識(shí)別結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟A包括： A1、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的各個(gè)手指的彎曲角度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的彎曲隸屬度函數(shù)，得出 對(duì)應(yīng)的各個(gè)手指的彎曲狀態(tài)； A2、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌俯仰角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的俯仰隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出 結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的俯仰狀態(tài)； A3、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌傾斜角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的傾斜隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出 結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的傾斜狀態(tài)； A4、獲取手部動(dòng)作數(shù)據(jù)中的手掌偏航角，并根據(jù)預(yù)設(shè)的偏航隸屬度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出 結(jié)果值最大的即為對(duì)應(yīng)的偏航狀態(tài)； A5、根據(jù)計(jì)算得到的俯仰狀態(tài)、傾斜狀態(tài)和偏航狀態(tài)，結(jié)合預(yù)設(shè)的規(guī)則，得出對(duì)應(yīng)的手 掌朝向； A6、根據(jù)手掌朝向和各個(gè)手指的彎曲狀態(tài)，得出手勢(shì)幀，并進(jìn)而得出手勢(shì)幀序列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟B包括： B1、獲取手勢(shì)幀序列，依照從頭到尾的順序提取手勢(shì)幀； B2、將提取的手勢(shì)幀分別依次放入對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)中； B3、依次從手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取各個(gè)手勢(shì)幀對(duì)應(yīng)的所有字詞，并將其附加進(jìn)對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn) 中，直到手勢(shì)幀序列上所有手勢(shì)幀均完成手語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索； B4、將相鄰兩個(gè)結(jié)點(diǎn)所附帶的字詞按照結(jié)點(diǎn)的順序分別兩兩組合，組合中由上一個(gè)結(jié) 點(diǎn)的字詞指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的字詞； B5、將所有組合分別在概率數(shù)據(jù)庫(kù)中索引出各組合的概率； B6、查找出各組合組成的句子中概率和最大的一個(gè)句子，得出手勢(shì)幀序列識(shí)別結(jié)果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟Al中的彎曲隸屬度函數(shù)為：
其中，X e UQ，Utl表示手指彎曲角度，Utl= [0,120]，在Utl上建立手指彎曲角度的三個(gè) 模糊集Atl表示彎曲狀態(tài)為"伸直"的狀態(tài)，A1 =表示彎曲狀態(tài)為"半彎曲"的狀態(tài)，A2 =表 示彎曲狀態(tài)為"緊握"的狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟A2中的俯仰隸屬度函數(shù)為：
其中，X e U1, U1表示手掌俯仰角，U1 = [-90,90]，在U1上建立俯仰角的三個(gè)模糊集Btl 表示俯仰角為"俯"的狀態(tài)，B1 =表示俯仰角為"水平"的狀態(tài)，B2 =表示俯仰角為"仰"的 狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟A3中的傾斜隸屬度函數(shù)為：

其中，y e U2, U2表示手掌傾斜角，U2 = [-180,180]，在U2上建立傾斜角的三個(gè)模糊集 Q1表示傾斜角為"左傾"的狀態(tài)，C1 =表示傾斜角為"水平"的狀態(tài)，C2 =表示傾斜角為"右 傾"的狀態(tài)，C3 =表示傾斜角為"翻轉(zhuǎn)水平"的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述的步 驟A3中的偏航隸屬度函數(shù)為：

其中，Z e U3, U3表示手掌偏航角，U3 = [0,360]，在U3上建立偏航角的三個(gè)模糊集Dtl 表示偏航角為"前"的狀態(tài)，D1 =表示偏航角為"右"的狀態(tài)，D2 =表示偏航角為"后"的狀 態(tài)，D3 =表示偏航角為"左"的狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述手語(yǔ) 數(shù)據(jù)庫(kù)以手指彎曲狀態(tài)和手掌朝向形成的手勢(shì)幀作為索引，手勢(shì)對(duì)應(yīng)的字詞作為被索引的 內(nèi)容。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)手套的模糊手語(yǔ)識(shí)別方法，其特征在于：所述概率 數(shù)據(jù)庫(kù)中的字詞組合的概率為利用語(yǔ)言模型訓(xùn)練工具SRILM得到。
【文檔編號(hào)】G06K9/52GK104392237SQ201410655579
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】郝志鋒, 王可煒, 周言明, 陳曦 申請(qǐng)人:廣州暢途軟件有限公司