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研究生: 李健銘
Li, Chien-Ming
論文名稱: 即時手語辨識
Real-Time Recognition of Hand Sign Language
指導教授: 周榮華
Chou, Jung-Hua
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 53
中文關鍵詞: 影像處理費雪鑑別即時手語辨識Kalman filter
外文關鍵詞: Image processing, Fisher Linear Discriminant, Real-time recognition of hand sign language, Kalman filter
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  • 手語主要以手型、位置、動作、及手勢方向等因素組成。本論文運用影像處理技術擷取出雙手手掌,並使用費雪鑑別分析法辨識出手形與位置等資訊,作為一組狀態。而每當狀態更新,則立即做手語語意之辨識,並考慮新狀態的加入是否影響手語之連貫性。使用Kalman filter做雙手位置之追蹤,使雙手交錯時,系統仍然能分辨出左右手。辨識時也使用了KNN分類法,避免A手勢某樣本,與B手勢某樣本過於相似而造成的誤判。
    本系統可達每秒辨識出8次以上雙手之手勢,角度誤差在15°~ -15°內,辨識率為96%,已具備基本連續手語辨識能力。但語意辨識為即時的,因此沒考慮如曲線移動等複雜手勢。

    The sign language is composed of hand gesture,position movement and direction. This study uses image processing to extract human being palm ,and uses Fisher Linear Discriminant method to recognize hand gesture, and saves a new state when hand gesture change. Real-time recognition of the sign language is performed using the changing hand state. Using Kalman filter to track the evocations of both hands, the system can distinguish between left and right hands, when both hands are interlaced. The system also uses KNN search method to determine the best gesture, avoiding A gesture sample which is similar to B gesture sample, causing incorrect gesture results.
    The system can recognize hands gesture eight times per second, the recognition rate is 96% with angle changes from 15° ~ -15°. So the system can continuously recognize the sign language. But the system is timely, so not considering the complexity of moving gesture.

    中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第 1 章 緒論 1 1.1 動機與目的 1 1.2 論文架構 1 1.3 手語辨識相關文獻 2 1.3.1 手形辨識 2 1.3.2 語意辨識 2 1.4 研究成果與貢獻 3 1.4.1 即時性的語意辨識 3 第 2 章 相關研究介紹 4 2.1 基本影像處理 4 2.1.1 白平衡 4 2.1.2 直方圖等化 5 2.1.3 各色彩空間之膚色比較 9 2.1.4 手掌擷取 11 2.1.5 形態學與區域連結 12 2.2 Kalman filter 13 2.3 齊次座標 ( homogeneous coordinate ) 17 2.4 雙線性內插法 ( bilinear interpolation ) 19 2.5 辨識相關演算法 20 2.5.1 主分量分析法(Principal Component Analysis,PCA)20 2.5.2 線性鑑別分析 ( Linear Discriminant Analysis,LDA ) 23 2.5.3 費雪鑑別 ( Fisher Linear Discriminant,FLD ) 27 2.6 K-Nearest Neighbor Algorithm 29 2.7 馬可夫模型 ( Hidden Markov Model,HMM ) 30 2.8 台灣手語簡介 31 第 3 章 系統實現 33 3.1 系統規格 33 3.2 系統架構與流程 33 3.2.1 手掌擷取與追蹤 34 3.2.2 手勢資料庫訓練與辨識 36 3.2.3 即時語意辨識 38 第 4 章 實驗結果與分析 39 4.1 訓練樣本數與辨識率之關係實驗 40 4.2 KNN分類法辨識率比較實驗 41 4.3 各手勢因角度偏移造成的誤判結果 42 4.4 即時性手語辨識結果 44 4.5 系統辨識效能結果 49 4.6 辨識系統模組化結果 50 第 5 章 結論與未來展望 51 5.1 結論 51 5.2 未來展望 51 參考文獻 52

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    校外:2011-09-01公開
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