手勢識別基礎(chǔ)知識與基于DSP的手勢識別設(shè)計(jì)方案

　　基于模板匹配

　　1）直接匹配法：利用輸入手勢與訓(xùn)練好的標(biāo)準(zhǔn)模板的相似度

　　優(yōu)點(diǎn)：原理簡單，易于添加或改進(jìn)模板；

　　缺點(diǎn)：無法解決手勢的時(shí)間可變性，識別精度低；

　　2）動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）：把輸入手勢時(shí)間軸非線性地映射到模板事件軸，再進(jìn)行模板匹配

　　優(yōu)點(diǎn)：消除時(shí)間可變性，操作簡單；

　　缺點(diǎn)：時(shí)間規(guī)整過程引入誤差，降低識別精度；

　　基于概率統(tǒng)計(jì)

　　隱性馬爾科夫模型（HMM）模型：訓(xùn)練時(shí)每一種手勢對應(yīng)一個(gè)HMM model，識別時(shí)取概率最大的一個(gè)HMM即可

　　優(yōu)點(diǎn)：尤其適用于時(shí)間序列的建模，對復(fù)雜度高的動(dòng)作也具有較高的識別精度，易于添加或修改手勢庫；

　　缺點(diǎn)：訓(xùn)練強(qiáng)度大

　　基于數(shù)據(jù)分類

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）模型：基于某種學(xué)習(xí)準(zhǔn)則循環(huán)進(jìn)行學(xué)習(xí)，使得下次犯錯(cuò)誤的概率最低

　　優(yōu)點(diǎn)：自適應(yīng)的學(xué)習(xí)方法，容錯(cuò)能力強(qiáng)，不易受噪聲干擾；

　　缺點(diǎn)：計(jì)算量大，費(fèi)時(shí)，對于動(dòng)態(tài)手勢識別效果遠(yuǎn)不如靜態(tài)的。

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　　手勢識別電視機(jī)遙控器是集合圖像采集、手勢識別和紅外遙控三大主要功能的控制裝置。依據(jù)要實(shí)現(xiàn)的采集圖像能力和DSP處理視頻流能力的功能要求，確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1手勢識別電視遙控器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)采用了雙DSP共同工作的方式，主要由六個(gè)模塊組成。

　　1）攝像頭模塊：由攝像頭OV7620及驅(qū)動(dòng)電路組成，負(fù)責(zé)手勢圖像采集。

　　2） DSP1：核心是TMS320F2812，負(fù)責(zé)對圖像采集及預(yù)處理，與上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和用戶按鍵信息的輸入。

　　3）上位機(jī)：顯示實(shí)時(shí)采集的圖像，圖像處理結(jié)果和調(diào)試參數(shù)等。

　　4）雙端口RAM模塊：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)DSP之間的高效數(shù)據(jù)通信。

　　5） DSP2：負(fù)責(zé)提取手勢圖像特征和向紅外遙控模塊發(fā)送指令。它從雙端口RAM獲取圖像數(shù)據(jù)，從圖像中提取有用的特征，并將判斷結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的遙控指令。

　　6）紅外遙控模塊：負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)電視機(jī)配套遙控器的紅外遙控指令，將其放入指定的存儲空間中。在DSP2給出發(fā)射指令時(shí)，查詢存儲空間，獲取對應(yīng)的紅外指令并發(fā)射。

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