基于FPGA的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、人機(jī)交互的方式已逐漸趨于簡(jiǎn)單、人性化，手勢(shì)識(shí)別作為交互方式的一種已成為一項(xiàng)重要的研究課題。電視機(jī)在人們的生活中是一種必不可少的家用電器，看電視占據(jù)著各種休閑活動(dòng)中的重要位置。因此，如何更加便捷、有效的控制電視機(jī)已經(jīng)成為了一個(gè)越來(lái)越熱點(diǎn)的話題。使用徒手手勢(shì)的方式來(lái)替代傳統(tǒng)遙控器控制電視機(jī)有著重要的研究意義和應(yīng)用前景。FPGA進(jìn)行圖像處理已成為一種發(fā)展趨勢(shì)，本文采用FPGA進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)，提高了圖像處理的速度和系統(tǒng)整體性能。

2、　　首先，對(duì)手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的算法進(jìn)行了研究，識(shí)別過程主要包括預(yù)處理、手勢(shì)分割、手勢(shì)特征提取以及匹配識(shí)別。其中對(duì)分割算法進(jìn)行了分析，研究了分割效果較好的膚色模型法，在膚色聚類特性較好的YCbCr空間建立膚色閾值模型進(jìn)行分割。深入研究了Hu矩及手勢(shì)面積周長(zhǎng)比作為特征參數(shù)，匹配識(shí)別部分對(duì)模板匹配算法進(jìn)行了研究。
　　其次，對(duì)手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了視頻解碼電路將手勢(shì)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。圖像存儲(chǔ)電路采用兩片SRAM存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)了乒乓

3、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的無(wú)縫緩存。VGA顯示電路通過編碼芯片進(jìn)行了搭建，將CCD采集到的手勢(shì)圖像顯示在VGA上。
　　最后，進(jìn)行了手勢(shì)識(shí)別算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。預(yù)處理部分采用流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了快速中值濾波模塊。采用ROM查找表的方式進(jìn)行了手勢(shì)分割。設(shè)計(jì)了最小值濾波器和最大值濾波器分別實(shí)現(xiàn)腐蝕和膨脹運(yùn)算。設(shè)計(jì)了Sobel算子邊緣檢測(cè)模塊提取了完整的手勢(shì)輪廓。對(duì)傳統(tǒng)提取7個(gè)不變矩特征作為特征向量的方法進(jìn)行了完善，提出了手勢(shì)面積周長(zhǎng)比及7個(gè)