如今,觸摸屏作為一種簡(jiǎn)單、新穎的人機(jī)交互設(shè)備,其應(yīng)用范圍已經(jīng)越來(lái)越廣。手勢(shì)軌跡識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互系統(tǒng)中,典型的應(yīng)用有鼠標(biāo)手勢(shì)、觸屏手勢(shì)等。對(duì)于一個(gè)輸入手勢(shì),現(xiàn)有技術(shù)將其軌跡與手勢(shì)庫(kù)中的預(yù)設(shè)手勢(shì)軌跡進(jìn)行對(duì)比,以確定該手勢(shì)的類型,若判定輸入手勢(shì)屬于且只屬于預(yù)設(shè)手勢(shì)中的一種,則觸發(fā)應(yīng)用程序執(zhí)行相應(yīng)的操作,否則不觸發(fā)任何操作。
手勢(shì)觸摸軌跡的識(shí)別,通常是根據(jù)手勢(shì)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo),來(lái)提取手勢(shì)的軌跡特征信息,然后根據(jù)手勢(shì)軌跡特征信息,判斷輸入手勢(shì)屬于手勢(shì)庫(kù)中的何種預(yù)設(shè)手勢(shì)。
現(xiàn)有識(shí)別手勢(shì)軌跡的方法
現(xiàn)有技術(shù)通常采用以下兩種方式中的一種,對(duì)得到的手勢(shì)軌跡特征信息進(jìn)行分析:
1、將輸入手勢(shì)的軌跡特征信息,依次與手勢(shì)庫(kù)中每一種預(yù)設(shè)手勢(shì)的特征信息進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果依次判斷輸入手勢(shì)是否是當(dāng)前的預(yù)設(shè)手勢(shì)。這種方法的識(shí)別過(guò)程比較簡(jiǎn)單,但若想獲得較高的識(shí)別準(zhǔn)確率,需要計(jì)算復(fù)雜度較高的特征匹配算法。更重要的是,識(shí)別一個(gè)輸入手勢(shì)軌跡所需要的計(jì)算時(shí)間與手勢(shì)庫(kù)中預(yù)設(shè)手勢(shì)的數(shù)量成正比。當(dāng)預(yù)設(shè)手勢(shì)的數(shù)量很多時(shí),解析一個(gè)輸入手勢(shì)將變得非常慢。
2、采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法,為手勢(shì)庫(kù)的每種預(yù)設(shè)手勢(shì)提供若干數(shù)量的訓(xùn)練樣本、訓(xùn)練手勢(shì)分類器。當(dāng)輸入一個(gè)新手勢(shì)并提取其軌跡特征后,利用分類器判斷輸入手勢(shì)屬于手勢(shì)庫(kù)中何種預(yù)設(shè)手勢(shì)。該方法的不足之處在于:建立手勢(shì)分類器需要較多的訓(xùn)練樣本。若用戶或計(jì)算機(jī)軟件二次開發(fā)人員需要往手勢(shì)庫(kù)中添加一個(gè)新的預(yù)設(shè)手勢(shì),則需要提供多個(gè)手勢(shì)樣本用于建立新的分類器(可能需要一百個(gè)手勢(shì)樣本才能獲得較高的識(shí)別準(zhǔn)確率),因此建立手勢(shì)庫(kù)的過(guò)程比較繁瑣。另外,若手指在觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備上移動(dòng)速度過(guò)快或過(guò)慢,會(huì)造成交互設(shè)備獲得的點(diǎn)分布不均勻,以及噪聲點(diǎn)的增多,F(xiàn)有技術(shù)下,這種情況會(huì)降低對(duì)手勢(shì)軌跡識(shí)別的準(zhǔn)確率。
華平識(shí)別自定義手勢(shì)軌跡的方法
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),華平提供一種識(shí)別自定義手勢(shì)軌跡的方法,該方法包括觸摸設(shè)備和手勢(shì)識(shí)別模塊兩個(gè)組成部分:
觸摸設(shè)備:用于接收輸入手勢(shì),并判斷該手勢(shì)軌跡與手勢(shì)庫(kù)中任一預(yù)設(shè)手勢(shì)是否匹配;
手勢(shì)識(shí)別模塊:用于擷取待識(shí)別手勢(shì)軌跡的坐標(biāo)數(shù)據(jù),對(duì)按時(shí)間先后順序連續(xù)觸摸的有序離散點(diǎn)集進(jìn)行優(yōu)化,從優(yōu)化后的有序離散點(diǎn)集中提取手勢(shì)的特征信息,并與手勢(shì)庫(kù)中每一個(gè)預(yù)設(shè)手勢(shì)的特征信息進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果向觸摸設(shè)備反饋手勢(shì)軌跡。
圖1:自定義手勢(shì)軌跡識(shí)別過(guò)程
觸摸設(shè)備接收手勢(shì)軌跡后,將手勢(shì)軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給手勢(shì)識(shí)別模塊,手勢(shì)識(shí)別模塊采用優(yōu)化方法,對(duì)按時(shí)間先后順序連續(xù)觸摸的有序離散點(diǎn)集,進(jìn)行優(yōu)化獲得優(yōu)化軌跡,再提取優(yōu)化軌跡的特征信息,并將這些特征信息與手勢(shì)庫(kù)中的預(yù)設(shè)手勢(shì)的特征信息進(jìn)行匹配判別,從而判斷輸入的手勢(shì)軌跡匹配哪種預(yù)設(shè)手勢(shì)。若輸入的手勢(shì)軌跡與手勢(shì)庫(kù)中的任一預(yù)設(shè)手勢(shì)都不匹配,則將輸入的手勢(shì)軌跡作為新增預(yù)設(shè)手勢(shì)添加到手勢(shì)庫(kù)中;若與其中的一項(xiàng)匹配,則向觸摸設(shè)備反饋相應(yīng)的預(yù)設(shè)手勢(shì)。
圖2:手勢(shì)庫(kù)中的預(yù)設(shè)手勢(shì)示意圖
華平自定義手勢(shì)軌跡方法的優(yōu)勢(shì):
此識(shí)別自定義手勢(shì)軌跡的方法,能極大地提高用戶在輸入手勢(shì)時(shí)手勢(shì)軌跡識(shí)別準(zhǔn)確率和解析速度,提供靈活的可定制的應(yīng)用操作,降低輸入抖動(dòng)、快慢等操作對(duì)識(shí)別的影響。在提高解析效率的同時(shí)能提高手勢(shì)軌跡識(shí)別準(zhǔn)確率,而且該方法具有很強(qiáng)的靈活性和可定制性,特別是當(dāng)手勢(shì)庫(kù)中的預(yù)設(shè)手勢(shì)數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模時(shí),能較為顯著的提高解析效率。
利用建庫(kù)時(shí)預(yù)存的手勢(shì)特征信息以及特征值(預(yù)判),能顯著提高單點(diǎn)手勢(shì)軌跡的解析速度;
在建庫(kù)和接受應(yīng)用輸入時(shí),對(duì)手勢(shì)軌跡做了平滑等去噪處理,這樣可以降低用戶在輸入手勢(shì)時(shí),因抖動(dòng)(噪聲)、觸摸設(shè)備獲取點(diǎn)頻率快慢,或是應(yīng)用輸入時(shí)移動(dòng)速度快慢,而造成識(shí)別準(zhǔn)確率降低的影響;
在采用特征值預(yù)判,提高解析效率的前提下,還采用了多種特征向量匹配組合比較的方法,從而保證并提高了識(shí)別的準(zhǔn)確率。
對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中較少的手勢(shì),可以建立精簡(jiǎn)的手勢(shì)庫(kù)。而且對(duì)已有的手勢(shì)庫(kù)中的手勢(shì)可進(jìn)行編輯移除操作,從減少庫(kù)容量的角度進(jìn)一步提高解析效率,而且技術(shù)具有很強(qiáng)的靈活性和用戶定制性。
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