面向可穿戴设备的视觉交互技术研究

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2、絲絲歲游销＇＾１？＾＾麵鑛竭珠貌儀苗觀攀想齊｜驾资銷＾＾＾＾｜＃＾；＇辞藝鬟囊镇妄＇．在．？－ｊ心Ｕ‘ｉ去山站ｓ＾Ｓｉｉｉ法进独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加１＾＾标注和致谢的地方。据我所知夕ｈ，也，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与－我－同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年口月：日＿午＾论文使用授权论文者子

3、科技、用学保使位论文本学位作完解电大学有关留了拿论文的印件和磁盘，的规，有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交复定。学可学位论文允许论的全文被查阅和借阅本人授权电子科技大将，可＾采用影印、缩印或扫描编入数库进检索＾＾部或部分内容有关据行保存、汇编学位论文。等复制手段此规）（保密的学位论守定文在解密后应遵：导签：作者签名师名＇寺：曰日期＞年月化亦＾分类号密级注1UDC学位论文面向可穿戴设备的视觉交互技术研究(题名和副题名)黄殿(作者姓名)指导教师杨路副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业控制科学与工程提交论文日期2016.04.28论

4、文答辩日期2016.05.13学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月28日答辩委员会主席胡江平（教授）评阅人程洪（教授）、郝家胜（副教授）注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。TheResearchofVisionBasedHumanComputerInterfaceforWearableDevicesAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ControlScienceandEngineeringAuthor:DianHuangAdvisor:A.Pro

5、f.LuYangSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要面向可穿戴设备的视觉交互是一个涵盖人机交互、计算机视觉、穿戴计算等诸多学科的交叉领域。该领域研究旨在以人、可穿戴设备和环境为对象，构建出最为自然、直观的人机交互方式。随着可穿戴设备的盛行，该研究领域的具有极大的研究价值和广阔的应用前景。本文研究重点在于面向穿戴视觉的人机交互技术，研究可以分为三个部分分别是基于手部交互方式实现、基于交互的兴趣目标识别以及面向辅助可穿戴设备的交互式地形识别三大部分。手检测作为计算机视觉中较为前端、初级的任务，在可穿戴交互领域有重要作用。稳定、快速

6、、鲁棒的手检测可以提供可靠、有效的交互体验。本文从可穿戴设备第一视角出发，针对其中光照剧烈变化导致手部外观不稳定的问题，提出一种新型的基于学习的全局光照建模和特征选优的算法模型。该方法通过对不同场景下的光照进行学习建模，通过选优特征训练得到针对不同场景的手检测器，测试时以光照强度为索引选取与测试场景类似的手检测器作为检测器。在公开数据库CMU-EDSH上测F-measure到达0.80。以手作为人机交互接口，本文提出一种面向可穿戴设备交互式手持兴趣目标快速识别框架。该框架采用手位置作为先验信息快速的定位出目标潜在位置，然后采用识别算法对目标进行识别。这种层级序贯的结构只

7、有在检测到有效的目标之后才会进行识别，可以减小运算量提高效率。基于该框架实现了面向辅助视障人群的纸币识别有效验证了该框架的有效性。以方向不变的ORB匹配算法为基础，本文进步提出I2C匹配的算法，一定程度上解决了光照和纸币新旧程度不一致的问题，平均准确率（mAP）提高了15.3%。最后将I2C匹配算法与上述识别框架相结合，得到了交互式的I2C纸币识别算法，有效解决了背景复杂、目标区域过小等问题。在最后结果统计中mAP达到62.4%。此外，提出一种基于BoVW框架下的面向可穿戴设备的地形识别算法，实现对典型地面的识别，提前预判用户前方的地面环