Android移动终端的手势识别与控制系统毕业论文.doc
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1、Android移动终端的手势识别与控制系统毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;
2、学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规
3、定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日注 意 事 项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(
4、论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报
5、告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优
6、良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论
7、意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结
8、构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩: 优 良 中 及格 不及格教研室主任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日摘要:本系统基于android 2.3.5版本,是一个能通过手势对手机等android设备进行操作的系统。手势与自然语
9、言相同,能表达复杂信息,选择手势进行人机交互,不存在信息交流的困难。主要的手势识别是通过色觉来实现的,通过肤色检测,在采集到的yuv格式图像进行条件判别,能确定手势的区域,得出二值化图像,这种方法比RGB和HSV省去了转换过程,提高了识别精度和速度。得到的二值图像是一个很大的数据,首先是信息提取,从中提取出W*H像素点的得到量化区域,对量化后的数据进行边缘确定,边界是用一种简单有效的边缘算法进行检测,最后通过边缘轮廓确定指尖位置,对指尖位置进行跟踪和处理,可完成操作。采用指尖进行操控,指尖的轨迹和不同指尖间的配合,可以完成目前常用的操作。不采用整个手势进行识别,因为目前的针对复杂手势的识别方法
10、还不成熟,无法进行精确的复杂手势识别,而对于移动终端,也不需要进行很复杂的操控,这样既增加了识别速度,也简化了操作。关键词:移动终端 手势识别 android 边缘检测 指尖控制 目录1引言32现状及作品介绍42.1 现状42.2 作品介绍(核心)53 Android平台及其camera框架73.1 android平台构架分析7应用程序层8应用程序框架8Android运行时9Linux内核93.2 camera框架93.2.1 框架概况103.2.2 框架代码结构114手势分割策略134.1 手势分割常用方法134.2 色彩空间选取144.2.1 RGB色彩空间144.2.2 YCrCb色彩空
11、间154.3 边缘检测204.3.1 canny 边缘检测204.3.2 原创边缘检测算法225指尖检测策略256 部分算法26(1):边缘检测:26(2):二值化:297创新点30(1)应用创新30(2)分割方法30(3)指尖控制30(4)算法318附录311引言人对手机的依赖已经越来越严重,这种现象在大学校园尤为普遍。吸引人们关注手机的,早已不只是简单的收发信息,打电话着一些基本功能了,应用的爆发式增长,满足了人们对手机各种功能上的需求,而满足人们感官上需求的,就是良好的人机交互了。在目前广泛使用的图形接口中,主要的输入方式还是物理键盘和触屏输入,当然,触屏技术凭借其优点在移动终端占据主流
12、。然而,社会依然在发展,尤其是计算机领域,发展的尤为迅速,就像2007年那样,谁也没想到过触屏和智能会带来手机行业那么巨大的变化,研究人机交互技术变得异常活跃,也取得了巨大的成就,人机交互迅速受到了各大厂家的重视,并成为计算机竞争行业的又一竞争领域。手势作为自然的交互方式,在计算机领域取得了可喜的发展。而现在,移动终端的硬件也日趋强大,多媒体技术也在迅速发展,将手势应用到移动终端似乎成了一个顺水推舟的事。用手指的形态来进行标记和识别,从而达到控制的目的。手势的直观性和强大的语义使得人机交互变得尤为轻松。但由于识别的性能有待提高,目前还未得到很广泛的应用。2现状及作品介绍2.1 现状根据设备采集
13、数据资料的不同,目前的手势识别可以大体分为两种,基于数据手套的手势识别和基于视觉的手势识别。基于数据手套的识别系统优点是识别效率高,但由于其要求使用者必须穿戴极不方便的设备,而且设备的造价不菲,所以此种识别方式不会是未来的主流。而基于视觉的手势识别系统凭借良好的适用性以及不需要其他的硬件设备,只是通过普通的摄像头,因而成了发展的主流(本系统就是基于视觉的识别)。但基于是觉得手势识别由于识别度一直不高,成为了其发展的瓶颈,国内外一些相关人士一直都致力于其发展,目前效果显著。国外的发展是比较长久的。(1)1991年富士通实验室完成了对46个手势符号的识别工作。(2)Davis和Shah将戴在指间具
14、有高亮标记的视觉手套的手势作为系的输入,完成了对七种手势的识别。(3)Grobel和Assam从视频录像中提取特征,采用HMM技术识别262个孤立词,正确率达到91.3%。(4)Stamert51等人使用隐马尔科夫模型(HMM)对输入视频序列中的是美国手势带有词性的40个词汇随机组成的句子进行了识别,其中HMM参数的估计采用的是EM算法。系统对分离的单词和5个单词组成的句子进行识别,正确率高达90%。我国对手势识别的起步较晚,但近年来也取得了显著的成果。(1)中科院的单彩峰提出了结合均值漂移的粒子滤波(The Mean ShiftEmbedded Particle Filter,MSEPF),
15、通过在时序模板中引入时空轨迹,提出了时序模板轨迹概念,将跟踪得到的手势运动轨迹压缩到单幅图像中,实现了对预先定义的动态手势的识别。(2)山东大学的徐立群等提出了一种基于颜色概率模型并融合运动信息进行手势跟踪的新方法,利用肤色概率查找表将图像序列转换为肤色概率分布图,用运动信息和肤色概率分布对搜索窗口进行初始化,然后对肤色概率分布图进行迭代运算,得到手势的位置和大小,从而实现了对六种孤立手势的识别。2.2 作品介绍(核心)本作品是一个基于移动终端的人机交互技术,它通过识别人手的关键点,并跟踪其轨迹,通过轨迹来识别人手势的意图,从而触发事件,并在屏幕或其他显示设备上做出反馈,达到交互目的。下面从作
16、品的个特点做出分析:(1)与现在的pc端手势识别技术相比,本作品注重的是手势的关键点位置变化信息,并且将其应用在了移动终端。众所周知,移动终端的人机交互技术发展最为迅速,新的交互技术往往能改变行业发展方向。(2)从应用范围分析,全键盘由于携带不方便或占据较大空间,在移动终端很少使用了,触摸屏虽然是现在的主流,但其只能用在有介质的交互技术中,在未来的虚拟现实技术等一些无介质交互技术中还是有很大限制的,而手势操作,对介质要求不大,是可以适用在各种终端的一种新型的交互技术,本作品的核心就是微手势的应用,不仅是现在的手机,更是站在未来的角度,打造未来移动终端交互技术的雏形。(3)本作品强调的是微手势,
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