手語視頻中頭部姿態(tài)識別的研究.pdf

1、隨著人機交互的智能化發(fā)展和計算機視覺領(lǐng)域的深入研究，頭部姿態(tài)識別作為一項重要的研究課題，越來越引起人們對其濃厚的探索興趣。同時，頭部姿態(tài)識別有廣泛的應(yīng)用前景，如手語識別、智能監(jiān)控、疲勞檢測、3D游戲和娛樂等領(lǐng)域。其中，利用頭部姿態(tài)提高聾人與計算機的交互能力，改善手語識別效果，已成為重要研究熱點之一。
　　 手語是聾人進行溝通的主要方式。手語不僅包含手和手臂的動作，而且也包含表情和頭部姿態(tài)等。有實驗表明，手語中只有手勢信息時，人們

2、所能理解的內(nèi)容不超過60％。頭部姿態(tài)包含了豐富的含義，對手語視頻的綜合理解起到重要的輔助作用。本文針對手語視頻中的頭部姿態(tài)識別問題進行研究，最終實現(xiàn)了一個頭部姿態(tài)識別系統(tǒng)。具體的研究工作如下:
　　 1.人臉及特征點檢測與跟蹤。本文首先建立膚色模型檢測手語視頻中的人臉，并對其用Camshift算法跟蹤，同時利用橢圓擬合方法得到頭部的相關(guān)參數(shù);然后在檢測到的人臉基礎(chǔ)上，結(jié)合Kalman濾波與Meanshift算法跟蹤人臉特征點，進

3、而，根據(jù)幾何模型、眼角動態(tài)閾值二值化及唇色模型的方法精確定位手語視頻每幀中雙眼內(nèi)眼角點和嘴部中心。
　　 2.多角度頭部姿態(tài)估計。本文首先根據(jù)用橢圓擬合方法得到的方向角（用橢圓擬合方法得到的頭部的長軸與水平方向的夾角），估計頭部在平面內(nèi)的姿態(tài)變化;然后，運用獲得的人臉特征點之間的位置距離變化關(guān)系，結(jié)合視頻第一幀（正面平行幀）中的頭部參數(shù)信息，估計頭部在空間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)了手語視頻中頭部姿態(tài)的實時估計。
　　 3.