1.基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:由以下步骤实现:
首先,利用形态学滤波算法提升HoMG图像中的水平和竖直线条,增强线条与背景的对比度;
其次,通过快速模糊C均值聚类算法分割滤波图像,检测线条轮廓;
然后,根据形态学细化算法准确定位线条位置,利用线条间隔的最小方差计算基准坐标,构建网格坐标;
最后,利用网格坐标重建多张清晰的子图像,把重建后的子图像作为CNN模型的输入数据,从而完成微手势识别。
2.根据权利要求1所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
(1)输入HoMG图像f;
(2)对f进行水平和竖直形态学滤波,得到滤波后的图像为ξh和ξv;
(3)利用快速模糊C均值聚类算法对ξh和ξv进行分割;
(4)对分割后的图像利用形态学细化算法准确定位线条位置;
(5)根据线条间隔的最小方差,确定基准坐标,构建网格坐标;
(6)利用网格坐标重建子图像;
(7)利用CNN模型对重建的子图像进行分类识别。
3.根据权利要求2所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:步骤(2)具体由以下步骤实现:
(a)利用水平结构元素对HoMG图像f进行形态学滤波,计算公式如下:ξh=foBh
其中,Bh表示水平结构元素,Bh=ones(1,100),o表示形态学开运算,ξh表示形态学水平滤波结果;
(b)利用竖直结构元素对HoMG图像f进行形态学滤波,计算公式如下:ξv=foBv
其中,Bv表示竖直结构元素,Bv=ones(100,1),o表示形态学开运算,ξv表示形态学竖直滤波结果。
4.根据权利要求3所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:步骤(3)具体由以下步骤实现:
(a)初始化:设聚类个数为c,模糊权重因子为m,最大迭代次数为T,迭代截止条件为η,随机化隶属度矩阵为U(0),初始迭代次数为t=1;
(b)迭代更新快速模糊C均值聚类算法的聚类中心vi和模糊隶属度强度uij,FFCM算法的目标函数为:其中,c表示聚类个数,M表示图像ξ的灰度级个数,m表示模糊权重因子,rj表示图像中灰度值为j的像素数目,所以 n为图像的像素个数,uij表示灰度值为j的像素相对于第i个聚类中心vi的隶属度强度,||ξj-vi||表示图像ξ中灰度值为j的像素与第i个聚类中心vi的欧氏距离;
利用约束条件 与目标函数构建一个新的函数,公式如下:计算F函数极值对应的聚类中心vi,即 可得:计算F函数极值对应的隶属度强度uij,即 可得:(c)如果{U(t)-U(t+1)}<η或者迭代次数t>T,算法截止,否则t=t+1,同时转向步骤(b);
(d)根据每个灰度值j所对应的最大隶属度类别,获取分割标签Cj,计算公式如下:Cj=argi{max{uij}},i=1,2,L,c利用标签Cj所对应的聚类中心vi,构建分割图像g。
5.根据权利要求4所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:步骤(4)具体由以下步骤实现:
形态学细化公式如下:
其中,THIN表示细化运算,B表示与前景和背景相匹配的结构元素对, 表示击中-击不中变换,通过迭代细化可以将区域细化为最低限度的连通线条,经细化后的图像为l。
6.根据权利要求5所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:步骤(5)具体由以下步骤实现:
(a)首先选取图像l两侧宽度为100像素的区域用于坐标检测,其次根据每个区域内的平均索引值个数计算两侧坐标,然后利用线条间隔的最小方差确定基准坐标;
水平基准坐标的计算公式如下:
其中,lleft表示从图像l左侧区域获取的坐标,lright表示从图像l右侧区域获取的坐标,diff表示相邻坐标作差,var表示方差运算,通过选择最小方差的坐标,作为水平线条的基准坐标;
(b)竖直基准坐标的计算公式如下:
其中,lup表示从图像l上侧区域获取的坐标,ldown表示从图像l下侧区域获取的坐标,通过选择最小方差坐标,作为竖直线条的基准坐标。
7.根据权利要求6所述的基于全景3D图像的微手势识别方法,其特征在于:步骤(6)具体由以下步骤实现:
(a)根据网格坐标,确定网格的中心位置,以每个网格的中心像素重建一幅大小为66×
38的子图像;
(b)基于中心像素,以2像素为步长,获取中心像素的8邻域信息,利用该8邻域像素重建
8张子图像,从而将1幅高分辨率的HoMG图像转换为9幅低分辨率的子图像。