面向可穿戴設備的視覺交互技術研究.pdf

1、面向可穿戴設備的視覺交互是一個涵蓋人機交互、計算機視覺、穿戴計算等諸多學科的交叉領域。該領域研究旨在以人、可穿戴設備和環(huán)境為對象，構建出最為自然、直觀的人機交互方式。隨著可穿戴設備的盛行，該研究領域的具有極大的研究價值和廣闊的應用前景。本文研究重點在于面向穿戴視覺的人機交互技術，研究可以分為三個部分分別是基于手部交互方式實現(xiàn)、基于交互的興趣目標識別以及面向輔助可穿戴設備的交互式地形識別三大部分。
　　手檢測作為計算機視覺中較為前端

2、、初級的任務，在可穿戴交互領域有重要作用。穩(wěn)定、快速、魯棒的手檢測可以提供可靠、有效的交互體驗。本文從可穿戴設備第一視角出發(fā)，針對其中光照劇烈變化導致手部外觀不穩(wěn)定的問題，提出一種新型的基于學習的全局光照建模和特征選優(yōu)的算法模型。該方法通過對不同場景下的光照進行學習建模，通過選優(yōu)特征訓練得到針對不同場景的手檢測器，測試時以光照強度為索引選取與測試場景類似的手檢測器作為檢測器。在公開數(shù)據(jù)庫CMU-EDSH上測F-measure到達0.80

3、。
　　以手作為人機交互接口，本文提出一種面向可穿戴設備交互式手持興趣目標快速識別框架。該框架采用手位置作為先驗信息快速的定位出目標潛在位置，然后采用識別算法對目標進行識別。這種層級序貫的結構只有在檢測到有效的目標之后才會進行識別，可以減小運算量提高效率?；谠摽蚣軐崿F(xiàn)了面向輔助視障人群的紙幣識別有效驗證了該框架的有效性。以方向不變的ORB匹配算法為基礎，本文進步提出I2C匹配的算法，一定程度上解決了光照和紙幣新舊程度不一致的問題

4、，平均準確率（mAP）提高了15.3％。最后將I2C匹配算法與上述識別框架相結合，得到了交互式的I2C紙幣識別算法，有效解決了背景復雜、目標區(qū)域過小等問題。在最后結果統(tǒng)計中mAP達到62.4%。
　　此外，提出一種基于BoVW框架下的面向可穿戴設備的地形識別算法，實現(xiàn)對典型地面的識別，提前預判用戶前方的地面環(huán)境的可通行性從而有效保障視障用戶在室外行走過程中的安全性。該功能除了幫助視障用戶，也可應用于個人助行外骨骼機器人，將地形識別