基于Kinect深度图像的互动投影系统及其滤波算法研究
发布时间：2021-04-18 02:14
基于机器视觉的大屏幕人机交互式设备已被广泛地运用在教学互动、商业广告、报告展厅、游戏娱乐等各种场合,带来了巨大的商业价值和社会价值。但是,由于大屏幕人机交互技术兴起较晚,研究还不够成熟,目前已经投入使用的各类大屏幕人机交互设备仍存在着诸多不足。例如,常见的基于激光传感器探测定位的人机互动系统虽然精确度高,但是硬件设备成本高昂,系统庞大而且不灵活;基于Kinect深度传感器的人机交互系统,凭借其价格低廉,轻巧便携,易于推广的特点,已经成为大屏幕人机互动系统新的发展趋势,然而由于Kinect硬件本身并不精密,采集的深度图像含有大量噪声,导致系统定位不够精确。针对上述问题,本课题致力于研究一款新型便捷、价格低廉、定位精准的任意墙面互动投影系统。在全面考察研究了国内外互动投影技术应用发展现状和趋势的基础上,自主设计并搭建了一个基于Kinect深度图像的大屏幕互动投影系统,然后分别在图像预处理阶段和互动跟踪阶段提出了随机切换滤波算法和多信息融合的跟踪滤波算法,最后借助VENTUZ三维编辑软件将改进算法在系统平台上实施,实现了算法的实际应用。归结起来,本课题的贡献主要有以下几方面:（a）自主搭建了...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类投影系统
线传递到计算机中，计算机上主开发的互动控制软件Surfit运行后将识别内容上传至应用层，触发相关事件以实现人机交互。系统主要由硬件和软件两部分组成，系统组成结构如图2.1所示：图2.1 人机互动系统结构图硬件模块所要实现的具体功能如下：结合自主研发的人机互动软件平台，设计一套基于任意墙面的互动投影系统。该系统可以捕获参与者的动作，体感传感器接收动作信息后传递给计算机，计算机处理后通过投影仪投射在墙面上，实现人机互动。主要由控制主机、Kinect体感传感器、投影设备等硬件组成。1) 控制主机：主要用来接收Kinect传感器传递的信号，经过软件处理后，输出到屏幕上。性能较高的台式机或笔记本电脑均可，本系统采用联想台式机，CPU处理器为Inter(R) Cor(TM)i7-3470，主频3.7G Hz，AMD独立显卡
图2.2 Kinect外观图器：发射近红外光谱，到达粗糙物体表面或者穿透毛玻璃机反射斑点，这些“散斑”能够被红外摄像头读取。头接收红外线光谱，创建视线范围内的人物的深度图，，最大帧率为30fps。头用来拍摄视线范围的彩色图像和视频，最大分辨率也是30fps。列：内置的四个朝下的麦克风用来获取语音指令并滤除噪：底座装有一组塑料齿轮马达驱动器和空间感知器，能够编程控制来获得较佳的观察位置。：两块电路板装有核心芯片Prime Sense PS1080用来处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑随机量测时滞和同步相关噪声的改进高斯滤波算法[J]. 于浛,张秀杰,陈建伟,宋申民,李鹏. 控制理论与应用. 2016(02)
[2]人机交互中的人体目标跟踪算法[J]. 张铁,马琼雄. 上海交通大学学报. 2015(08)
[3]虚拟现实增强技术综述[J]. 周忠,周颐,肖江剑. 中国科学:信息科学. 2015(02)
[4]基于Kalman预测器的改进的CAMShift目标跟踪[J]. 闫钧华,陈少华,艾淑芳,李大雷,段贺. 中国惯性技术学报. 2014(04)
[5]图像去噪的混合滤波方法[J]. 项力领,刘智,齐冀,杨阳. 吉林大学学报(信息科学版). 2013(03)
[6]自适应的有效非局部图像滤波[J]. 许光宇,檀结庆,钟金琴. 中国图象图形学报. 2012(04)
[7]Adaptive tracking H-infinity control for switched nonlinear systems with unknown control gain sign[J]. Lei YU 1, Shumin FEI 2, Hairong ZHU 2, Xun LI 2 1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215021, China; 2.School of Automation, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China. Journal of Control Theory and Applications. 2011(04)
[8]一种高效快速的高密度椒盐噪声消除算法[J]. 吕宗伟,唐治德,周林,张谦,林立森. 电子学报. 2011(08)
[9]全息投影技术研究[J]. 王绪言. 数字技术与应用. 2011(08)
[10]Mean shift方法在图像处理中的研究与应用[J]. 陈兆学,赵晓静,聂生东. 中国医学物理学杂志. 2010(06)
博士论文
[1]几类切换系统的异步控制[D]. 高娟.哈尔滨工业大学 2016
[2]复杂动态场景中运动目标检测与跟踪算法研究[D]. 钟必能.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]基于视觉的运动目标检测与跟踪算法的研究与实现[D]. 李晓晓.南京理工大学 2017
[2]基于激光传感器探测定位的人机互动系统研发与应用[D]. 朱云龙.苏州大学 2016
[3]基于Kinect深度信息的手势识别研究[D]. 贺芳姿.华中科技大学 2015
[4]基于Ventuz的人机交互研究与应用[D]. 李淑伟.北方工业大学 2014
[5]MOM关键技术的研究与实现[D]. 万敏.南京邮电大学 2011
[6]图像处理的中值滤波算法优化与实现[D]. 宋洋.北京邮电大学 2011
[7]基于图像识别的大屏幕人机交互系统研究[D]. 李志.安徽大学 2010
[8]基于互动投影的游戏开发平台[D]. 吴明生.浙江大学 2008
本文编号：3144595
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类投影系统
线传递到计算机中，计算机上主开发的互动控制软件Surfit运行后将识别内容上传至应用层，触发相关事件以实现人机交互。系统主要由硬件和软件两部分组成，系统组成结构如图2.1所示：图2.1 人机互动系统结构图硬件模块所要实现的具体功能如下：结合自主研发的人机互动软件平台，设计一套基于任意墙面的互动投影系统。该系统可以捕获参与者的动作，体感传感器接收动作信息后传递给计算机，计算机处理后通过投影仪投射在墙面上，实现人机互动。主要由控制主机、Kinect体感传感器、投影设备等硬件组成。1) 控制主机：主要用来接收Kinect传感器传递的信号，经过软件处理后，输出到屏幕上。性能较高的台式机或笔记本电脑均可，本系统采用联想台式机，CPU处理器为Inter(R) Cor(TM)i7-3470，主频3.7G Hz，AMD独立显卡
图2.2 Kinect外观图器：发射近红外光谱，到达粗糙物体表面或者穿透毛玻璃机反射斑点，这些“散斑”能够被红外摄像头读取。头接收红外线光谱，创建视线范围内的人物的深度图，，最大帧率为30fps。头用来拍摄视线范围的彩色图像和视频，最大分辨率也是30fps。列：内置的四个朝下的麦克风用来获取语音指令并滤除噪：底座装有一组塑料齿轮马达驱动器和空间感知器，能够编程控制来获得较佳的观察位置。：两块电路板装有核心芯片Prime Sense PS1080用来处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑随机量测时滞和同步相关噪声的改进高斯滤波算法[J]. 于浛,张秀杰,陈建伟,宋申民,李鹏. 控制理论与应用. 2016(02)
[2]人机交互中的人体目标跟踪算法[J]. 张铁,马琼雄. 上海交通大学学报. 2015(08)
[3]虚拟现实增强技术综述[J]. 周忠,周颐,肖江剑. 中国科学:信息科学. 2015(02)
[4]基于Kalman预测器的改进的CAMShift目标跟踪[J]. 闫钧华,陈少华,艾淑芳,李大雷,段贺. 中国惯性技术学报. 2014(04)
[5]图像去噪的混合滤波方法[J]. 项力领,刘智,齐冀,杨阳. 吉林大学学报(信息科学版). 2013(03)
[6]自适应的有效非局部图像滤波[J]. 许光宇,檀结庆,钟金琴. 中国图象图形学报. 2012(04)
[7]Adaptive tracking H-infinity control for switched nonlinear systems with unknown control gain sign[J]. Lei YU 1, Shumin FEI 2, Hairong ZHU 2, Xun LI 2 1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215021, China; 2.School of Automation, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China. Journal of Control Theory and Applications. 2011(04)
[8]一种高效快速的高密度椒盐噪声消除算法[J]. 吕宗伟,唐治德,周林,张谦,林立森. 电子学报. 2011(08)
[9]全息投影技术研究[J]. 王绪言. 数字技术与应用. 2011(08)
[10]Mean shift方法在图像处理中的研究与应用[J]. 陈兆学,赵晓静,聂生东. 中国医学物理学杂志. 2010(06)
博士论文
[1]几类切换系统的异步控制[D]. 高娟.哈尔滨工业大学 2016
[2]复杂动态场景中运动目标检测与跟踪算法研究[D]. 钟必能.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]基于视觉的运动目标检测与跟踪算法的研究与实现[D]. 李晓晓.南京理工大学 2017
[2]基于激光传感器探测定位的人机互动系统研发与应用[D]. 朱云龙.苏州大学 2016
[3]基于Kinect深度信息的手势识别研究[D]. 贺芳姿.华中科技大学 2015
[4]基于Ventuz的人机交互研究与应用[D]. 李淑伟.北方工业大学 2014
[5]MOM关键技术的研究与实现[D]. 万敏.南京邮电大学 2011
[6]图像处理的中值滤波算法优化与实现[D]. 宋洋.北京邮电大学 2011
[7]基于图像识别的大屏幕人机交互系统研究[D]. 李志.安徽大学 2010
[8]基于互动投影的游戏开发平台[D]. 吴明生.浙江大学 2008
本文编号：3144595
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