Παρακολούθηση Και Αναγνώριση Ανθρώπινων Χειρονομιών Με Τεχνικές Υπολογιστικής Όρασης

Abstract

Η ραγδαία εξέλιξη της επιστήμης των υπολογιστών τις τελευταίες δεκαετίες είχε σαν φυσικό επακόλουθο τη διάδοση της χρήσης των υπολογιστών σε όλο και περισσότερους τομείς της καθημερινής μας ζωής, από όλο και περισσότερους ανθρώπους. Υπάρχουν ωστόσο ακόμα σημαντικές δυσκολίες στη χρήση διάφορων υπολογιστικών συστημάτων, με αποτέλεσμα η έρευνα να προσανατολίζεται στην ανάπτυξη συστημάτων η χρήση των οποίων βασίζεται στα "φυσικά" μέσα που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, όπως για παράδειγμα στις χειρονομίες. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη και υλοποίηση ενός συστήματος αυτόματης ανίχνευσης, παρακολούθησης και αναγνώρισης ανθρώπινων χειρονομιών (συγκεκριμένα, στατικών χειρομορφών) σε ακολουθίες εικόνων (video), με χρήση τεχνικών υπολογιστικής όρασης. Μετά από μια σύντομη ανασκόπηση της γενικής θεωρίας γύρω από την παρακολούθηση κινούμενων αντικειμένων (tracking of moving objects) σε ακολουθία εικόνων (video), μελετώνται διεξοδικά τρία πεδία της όρασης υπολογιστών: το χρώμα, και ειδικότερα η χρήση του χρώματος στην ταξινόμηση των εικονοστοιχείων (pixels) μιας εικόνας, η μέθοδος particle filtering για την παρακολούθηση κινούμενων αντικειμένων και η τεχνική της σύμπτωσης προτύπων (template matching) για αναζήτηση πρωτοτύπων εικόνων σε άλλες εικόνες. Οι μεθοδολογίες αυτές συνδυάζονται για την ανάπτυξη του συστήματος παρακολούθησης και αναγνώρισης χειρονομιών, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές τηλεχειρισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών, ρομποτικών οχημάτων και άλλων συσκευών.