手语姿态识别与智能手机

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1、手语姿态识别与智能手机 手势是人们进行信息交流的一个重要手段，手势识别（Gesture Recognition)是实现自然、直接人机交互不可缺少的关键技术。一般来说，我们可以将手势识别技术分为基于数据手套和基于视觉两种形式。考虑到人手是复杂变形体，并且由于视觉本身的不稳定性，使得基于视觉的手势识别这一课题难度加大。而这一技术在终端（智能手机方面）的有效应用和推广，更是一项重要的课题。一、人机交互的技术特点及发展历程回顾（一）人机交互的技术及特点简介人机交互的技术特点可以体现在以下几个方面：1、自然、高效的多通道交互多通道交互是近年来迅速发展的一种人机交互技术，它既适应了“以人为中心”的自然交互

2、准则，也推动了互联网时代信息产业（包括移动计算，移动通信、网络服务器等）的快速发展。2、人机交互模型和设计方法“以用户为中心的设计”(User Centred Design, UCD)方法近年来已被国际上广泛采用。通过用户的积极参与，对用户及其任务要求的清楚了解后，在用户和技术之间适当分配功能，然后反复设计解决方案，达到多学科设计要求。3、虚拟现实和三维交互各类三维交互设备仍有相当的发展空间，尤其是在可靠性、价格、性能等方面需不断改进。非强制、无障碍、高精度、低价格是今后交互设备的发展趋势。4、可穿戴计算机和移动手持设备的人机交互在可穿戴计算机的人机交互中，应特别重视自然的多通道界面（如语音、

3、视线跟踪、手势等）、上下文感知应用（如位置、环境条件、身份等传感器）、经验的自动捕捉及访问。移动手持计算设备是指具有计算功能的 PDA、掌上电脑、智能手机这类小型设备。将计算功能嵌入手机、通信功能加入掌上电脑已成潮流。5、智能空间及智能用户界面这种界面方式的出现改变了人们传统意义上的工作协作方式，因为可以更轻松的获取用户所需要的信息，所以也就更容易轻松的协调人与人之间的工作分工，进而通过友好的界面平台来达到其高效的效率运行。（二）人机交互的发展历程回顾人机交互不是一个很新的课题了，从其发展历程来看，是人与计算机之间相互影响、相互改变的过程。从最初的手工层面的操作方式，到后来的通过命令行的机器语

4、言互动方式，再到近现代以来的界面操作交流方式，以及网络化普及后的用户友好的交互式界面的出现，职能化的终端设备不仅仅体现在电脑上，而且也浓缩在各类终端上，比如说 Ipad或者各类智能手机。二、手语姿态识别在职能手机上的应用分析（一）多触点式触摸屏技术的应用分析检测出屏幕上同时被触摸到的多个点的位置。它的优势在于：支持更复杂的姿势识别(Gesture Recognition)，其比较性体现在：将图片放大或缩小。以iPhone手机应用为例，可以看到“信息就在指尖”。（二）基于传感器的隐式输入技术的应用分析还是以 iPhone手机应用为例，手语姿态识别催生出两类传感器：一，方位传感器：能够检测出用户是

5、纵向还是横向拿着手机；二，接近性传感器:可以检测出用户何时把 iPhone拿到了耳朵附近，这样它就可以关闭屏幕，达到省电和防止屏幕被误触碰的目的。（三）移动 3维交互场的应用分析通过视频的传感系统我们可以将诸如普通平台、办公桌、餐饮柜等日常场所变为可以进行操控的介质，如果手机用户将职能手机内部存储的内容通过影像的方式进行投射，就可以实现立体式信息的传达，进而实现交互式的感应。在实际演示中我们发现：通过将影像投射在介质面的体现过程，手机用户可以轻松的控制诸如鼓一类的乐器，如果觉得拿着鼓棒敲击麻烦，也可以直接用手去敲打。（四）肌肉运动指挥手机的应用分析在国外，这项技术已经在实验室的环境中被展示出来

6、了，DesneyTan 博士的研究成果展示了肌肉运动指挥手机的可行性，通过计算人体肌肉的动态数据，和内部操作系统形成互动交流过程，在手臂上或者肌肉上的传感器是可以轻易将动态语言动作完美传递的，比如在轻轻按动手指的过程中，根据手指的运动轨迹就可以牵引出计算机的逻辑运行轨道。未来，职能手机小巧化的形态也会兼容包括这一理念下引申出的交互式操作。（五）手势库的建立应用分析以 android手机系统为例，手势识别需要先写个手势文件，里面定义要识别的手势，以及手势代表的意思或者要干的事，如果没有定义就不会识别。三、手语姿态识别的未来发展前景展望（一）三维虚拟成像技术将会普及在阿凡达中有多处用到这种成像技术

7、，比如要进攻大树时所出现的那个三维立体地图，三维的全息影像大概和阿凡达中的描述比较一致。（二）虚拟控制技术会得到空前发展人在机器里边只要做什么动作机器就会有相应的动作，但是人要在关键身体部位戴上动作感应器，以后我们操作什么大型的那些机械手的工人们就不用去掌握复杂的各种按钮和机械手之间的关系了，只要坐到驾驶舱里边做同样的动作机器就动了。（三）虚拟动作感应也是发展趋势之一智能手机操作过程中，当人们看在讲地图时人手直接可以伸到三维虚拟地图中然后对于地图进行操作，人手上也没有戴任何传感装置。这类技术将来会在职能手机手势识别功能中发挥积极的影响作用，就当前技术而言，还存在技术瓶颈，短期内突破还需时间。（

8、四）意识控制技术成为未来概念性元素就是通过人体的手势来控制 avatar的技术，人们通常不需要做任何事情，躺在那里什么也不懂，就可以去控制另一个物体，全身接满了神经感应装置。这在未来职能手机的发展历史中是概念性的元素之一。总结借助智能手机的发展之力，包括娱乐产品设计，商业展览，交互式橱窗，KTV点歌等领域都可以通过基于手势识别的交互设计提高互动性和新颖性、便利性。例如，非接触式互动橱窗，该个系统有四个摄像头，两个用于追踪手部的动作，两个用来追踪脸部和眼睛。经过该橱窗的行人，可以通过手势来获取商品信息。通过上述的分析，我们可以自信的预见类似 WIMP的界面将会有一个新的突破和发展，从实验室向家用过程的转化也会逐渐加快。手语姿态识别的日新月异的变化在人机交互中会逐渐凸显，各式各样的界面和操控终端都会协调发展。随着网络化的普及，未来人们还可以突破常规对人机交互的过程进行简化，但同时，虚拟现实环境以可移动的方式来推进，还可能成为手语姿态识别在智能手机发展历程上的新任务。