一种摄像头条件下获取远程手势轨迹的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机人机交互界面领域，具体涉及一种摄像头条件下获取远程手势 轨迹的方法。
【背景技术】
[0002] 在像平面上，每帧手势有一个重心位置，当手运动时，各帧手势重心位置形成一个 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 器等跟踪器跟踪每帧手势重心位置，进而得到手势轨迹。该方法存在的主要问题是：它们需 要逐帧处理，所以速度慢，延迟严重，影响手势轨迹的实用性。因此，人手在运动过程中，连 续的手势质心点形成手势运动轨迹曲线。现有算法主要是利用跟踪器逐帧跟踪手势质心得 到手势运动轨迹，算法速度慢，时间延迟。
【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，提供一种摄像头条件下获取 远程手势轨迹的方法，利用摄像头捕获人手运动图像，获得平滑的手势运动轨迹曲线。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] 一种摄像头条件下获取远程手势轨迹的方法，包括：
[0006] (1).通过摄像头获得n帧bmp图像，以及图像的宽度、高度、存放数据的指针；
[0007] (2).依次对n帧图像进行处理，获得手势图像的质心坐标；
[0008] (3).输出步骤⑵得到的n帧手势图像的n帧质心坐标，然后将n帧质心坐标经 过三次B样条拟合得到三次B样条拟合函数；
[0009] (5).通过三次B样条拟合函数，画出n帧图像的轨迹曲线。
[0010] 所述步骤（2)是这样实现的：
[0011] (21)获得图像的历史帧数n、n帧图像序列的首地址、图像的宽度和高度；
[0012] (22)对图像进行处理，将手势图像从背景图像中分割出来；
[0013] (23)对分割出的手势图像去噪处理；
[0014] (24)对手势图像进行腐蚀、膨胀形态学处理；
[0015] (25)获得手势图像的质心坐标并将质心坐标存放在数组CentroidCurve[n];
[0016] (26)循环步骤（22)-(26)，直到处理完n帧图像序列；
[0017] (27)返回n帧图像的手势轨迹坐标CentroidCurve []。
[0018] 所述步骤（22)是这样实现的：
[0019] (A1)、获得图像的首地址和图像的高度、宽度及每行字节数；
[0020] (A2)、遍历图像上每个像素点，求出像素点的b、g、r分量；
[0021] (A3)、根据手势的肤色模型，判断图像中每个像素的r、g、b分量，若满足r>95&&g > 40&&b > 20&&abs(r-g) > 15&&r > g&&r > b条件，则判断为肤色，将像素点置为手势颜 色，否则判断为非肤色，将像素点置为背景色；
[0022] (A4)循环步骤（A2)到（A3)，直到处理完图像的全部像素点。
[0023] 所述步骤（23)采用8邻域去噪处理方法实现去噪处理。
[0024] 所述步骤（23)是这样实现的：
[0025] (B1)获得图像的首地址和图像的高度、宽度及每行字节数；
[0026] (B2)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彳丁第2 列开始，遍历图像的像素点；
[0027] (B3)求出像素点的b、g、r分量，判断像素点是背景色还是分割的手势颜色，如果 是手势颜色，则计算该像素点的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向的像素点对 应的b、g、r分量；
[0028] (B4)判断八个邻域中，如果有大于或等于4个点是白点，则认为此点是噪声点，并 将该点置为背景色；
[0029] (B5)循环步骤（B3)~（B4)，直到处理完原图的全部像素点。
[0030] 所述步骤（24)中的腐蚀处理如下：
[0031] (C1)获得图像的首地址和图像的高度、宽度及每行字节数；
[0032] (C2)开辟一块内存缓冲区；
[0033] (C3)定义一个一维数组B[9]:
[0034] B[9] = {1，0，1，
[0035] 0,0,0，
[0036] 1,0,1}
[0037] (C4)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彳丁第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，检查这个像素点，利用结构元 素数组判断该像素点的前一点、后一点、上一点、下一点这四点中是否有背景点，有则将检 查的像素点的灰度值赋值为255,否则保持不变；
[0038] (C5)循环步骤（C4)，直到处理完原图的全部像素点；
[0039] (C6)将结果暂存在内存缓冲区中；
[0040] (C7)将结果从内存复制到原图的数据区。
[0041] 所述步骤（24)中的膨胀处理是这样实现的：
[0042]01)获得图像的首地址和图像的高度、宽度及每行字节数；
[0043]02)开辟一块内存缓冲区；
[0044] (D3)定义一个一维数组：
[0045] B[9] = {1，0，1，
[0046] 0,0,0，
[0047] 1,0,1}
[0048] (D4)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彳丁第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，检查这个像素点，利用结构元 素数组判断该像素点的前一点、后一点、上一点、下一点这四点中是否有相交点，有则将检 查的像素点的灰度值赋值为〇,否则保持不变；
[0049] (D5)循环步骤（D4)，直到处理完原图的全部像素点；
[0050] (D6)将结果暂存在内存缓冲区中；
[0051] (D7)将结果从内存复制到原图的数据区。
[0052] 所述步骤（25)中获得手势图像的质心坐标是这样实现的：
[0053] (E1)获得图像的首地址和图像的高度、宽度及每行字节数；
[0054] (E2)遍历图像，求得所有手势点的x、y值之和并分别统计手势点的个数；
[0055] (E3)将手势点x、y值的和，除以手势点个数得到质心坐标。
[0056] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：现有技术主要利用跟踪器逐帧跟踪手势 质心，根据手势质心序列形成手势轨迹。本发明在获得手势质心序列的基础上利用三次B 样条对手势质心序列进行拟合，得到平滑的手势运动轨迹。
【附图说明】
[0057] 图1本发明方法的步骤框图。
【具体实施方式】
[0058] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0059] 如图1所示，本发明方法包括：
[0060] 1.通过摄像头获得n帧bmp图像，及图像的宽度、高度、存放数据的指针。
[0061] 2.对n帧图像依次进行如下处理：
[0062] {
[0063] (1)利用肤色模型（即 r > 95&&g > 40&&b > 20&&abs(r-g) > 15&&r > g&&r > b)，提取手势图像（某像素点满足肤色模型，则认为是手势，否则认为是背景），二值化处 理，即将肤色像素点置成一种颜色（如红色），背景像素点置成另一种颜色（如白色），颜色 改变是通过像素点对应的r、g和b分量来进行设置的；
[0064] (2)对提取出的手势图像（手势图像是指从背景提取出的手势，手势区域置成红 色，背景区域置成白色）进行8邻域去噪处理得到去噪处理后的手势图像。
[0065] (3)对所述去噪处理后的手势图像进行腐蚀、膨胀形态学处理。
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