Siêu thị PDFTải ngay đi em, trời tối mất

Thư viện tri thức trực tuyến

Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật

© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam

Nhận dạng cử chỉ bàn tay ứng dụng trong điều khiển thiết bị điện gia dụng
PREMIUM
Số trang
70
Kích thước
1.7 MB
Định dạng
PDF
Lượt xem
1611

Nhận dạng cử chỉ bàn tay ứng dụng trong điều khiển thiết bị điện gia dụng

Nội dung xem thử

Mô tả chi tiết

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Đại học Thái Nguyên

Trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông

LÊ MẠNH LINH

NHẬN DẠNG CỬ CHỈ BÀN TAY ỨNG DỤNG TRONG

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên - năm 2015

2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Đại học Thái Nguyên

Trƣờng đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông

LÊ MẠNH LINH

[

NHẬN DẠNG CỬ CHỈ BÀN TAY ỨNG DỤNG TRONG

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH

Mã số: 60 48 01 01

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. PHẠM ĐỨC LONG

Thái Nguyên - năm 2015

3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn Trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền

thông – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho em thực hiện luận văn này.

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Phạm Đức Long, trƣởng

khoa Tự động hóa – Trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – Đại

học Thái Nguyên đã trực tiếp hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô, đã có những ý kiến đóng góp

bổ ích và đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian thực tập và thực

hiện luận văn. Xin cảm ơn các bạn học đồng khóa đã thƣờng xuyên động viên, giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập.

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì những tình cảm,

sự ủng hộ và động viên đã dành cho em trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ thực

hiện luận văn này.

Thái Nguyên, tháng 09 năm 2015

Học viên

Lê Mạnh Linh

4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan về nội dung đồ án tốt nghiệp với tên đề tài “Nhận dạng

cử chỉ bàn tay ứng dụng trong điều khiển thiết bị điện gia dụng” không sao

chép nội dung cơ bản từ các luận văn khác, hay các sản phẩm tƣơng tự mà không

phải do em làm ra. Sản phẩm của luận văn là do chính bản thân em nghiên cứu và

xây dựng nên.

Nếu có gì sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật của Trƣờng Đại học Công

nghệ Thông tin và Truyền thông – Đại học Thái Nguyên.

Thái Nguyên, tháng 09 năm 2015

Học viên

Lê Mạnh Linh

5

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..................................................................................... 7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................... 8

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG CỬ CHỈ........................................ 9

1.1. Khái niệm về nhận dạng cử chỉ ................................................................... 10

1.2. Phân loại cử chỉ: .......................................................................................... 10

1.3. Mô hình bài toán nhận dạng cử chỉ: ............................................................ 11

1.4. Một số đặc trƣng sử dụng biểu diễn cử chỉ bàn tay:.................................... 13

1.4.1. Đặc trƣng các thành phần chính PCA:.................................................. 13

1.4.2. Đặc trƣng HOG..................................................................................... 15

1.4.3. Đặc trƣng SIFT ..................................................................................... 15

1.4.4. Đặc trƣng Haar like............................................................................... 19

CHƢƠNG II: CÁC KỸ THUẬT NHẬN DẠNG CỬ CHỈ BÀN TAY TRONG

VIDEO ...................................................................................................................... 23

2.1. Kỹ thuật sử dụng mạng nơron ..................................................................... 23

2.2. Kỹ thuật SVM (Suport Vector Machine) .................................................... 25

2.3. Kỹ thuật sử dụng Boosting và mô hình Cascade......................................... 31

2.3.1. Tiếp cận Boosting ................................................................................. 31

2.3.2. AdaBoost .............................................................................................. 32

2.3.3 Thuật toán AdaBoost trong mô hình Cascade sử dụng Boosting cho bộ

nhận dạng cử chỉ:................................................................................................ 35

2.3.4. Mô hình Cascade .................................................................................. 39

CHƢƠNG III: NHẬN DẠNG CỬ CHỈ BÀN TAY ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU

KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG ..................................................................... 48

3.1. Bài toán nhận dạng cử chỉ bàn tay ứng dụng trong điều khiển thiết bị điện

gia dụng: ................................................................................................................ 48

Một số tập cử chỉ tay đã tồn tại .......................................................................... 54

Tập cử chỉ đề xuất: ............................................................................................. 57

Xây dựng cơ sở dữ liệu và thử nghiệm .............................................................. 59

6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Xây dựng tập ảnh positive.................................................................................. 60

Xây dựng tập dữ liệu ảnh negative..................................................................... 63

Xây dựng tập dữ liệu ảnh thử nghiệm................................................................ 63

Xây dựng chƣơng trình ứng dụng ...................................................................... 64

3.2. Cài đặt hệ thống điều khiển thiết bị điện gia dụng bằng cử chỉ bàn tay thông

qua camera kỹ thuật số .......................................................................................... 65

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI......................................... 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 69

7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 - Sơ đồ tổng quát của bài toán nhận dạng cử chỉ ...................................... 11

Hình 1. 2 - 10 vector đặc trƣng có ý nghĩa và 5 vector không mang thông tin ........ 14

Hình 1. 3 - Ảnh sau khi tính gradient chia thành các cell......................................... 15

Hình 1. 4 - Đặc trƣng SIFT biểu diễn các điểm đặc biệt trong ảnh .......................... 16

Hình 1. 5 - Xác định điểm cực trị trong không gian tỉ lệ .......................................... 17

Hình 1. 6a,b,c - Các đặc trƣng đƣờng ....................................................................... 20

Hình 1. 7 Đặc trƣng Haar cho bàn tay ...................................................................... 21

Hình 1. 8 - Cách tính tổng các điểm ảnh trong một hình chữ nhật bất kì................. 21

Hình 2. 1 - Mô hình mạng nơron theo Rowley ........................................................ 24

Hình 2. 2 - Ánh xạ dữ liệu từ không gian gốc sang không gian đặc trƣng cho phép

phân chia dữ liệu bởi siêu phẳng............................................................................... 26

Hình 2. 3 - Siêu phẳng tách với khoảng cách lề cực đại........................................... 27

Hình 2. 4 - Support Vectors ...................................................................................... 30

Hình 2. 5 - Minh họa Support Vectors...................................................................... 30

Hình 2. 6 - Minh họa Boosting.................................................................................. 32

Hình 2. 7 - Minh họa thuật toán AdaBoost............................................................... 33

Hình 2. 8 - Bộ phân loại mạnh H(x) xây dựng bằng AdaBoost................................ 34

Hình 2. 9 - Bộ phân lớp CBC.................................................................................... 35

Hình 2. 10 - Cách chọn bộ phân loại yếu của AdaBoost .......................................... 37

Hình 2. 11 - Các ngƣỡng θ ........................................................................................ 38

Hình 2. 12 - Mô hình Cascade .................................................................................. 39

Hình 2. 13 - Các vùng không liên quan sẽ bị loại ngay từ những tầng đầu tiên....... 46

Hình 2. 14 - Khắc phục trƣờng hợp nhiều vùng ảnh kế cận nhau bằng cách lấy vùng

ảnh trung bình ........................................................................................................... 46

Hình 2. 15 - Vùng ảnh lồng nhau.............................................................................. 47

Hình 3. 1 - Sơ đồ khối của hệ thống ......................................................................... 48

Hình 3. 2 - Khối nhận dạng cử chỉ............................................................................ 49

Hình 3. 3 - Sơ đồ nguyên lý hoạt động của khối điều khiển thiết bị ........................ 50

Hình 3. 4 - Sơ đồ thiết kế phần nhận tín hiệu điều khiển từ cổng COM của máy tính

và phát sóng RF......................................................................................................... 51

Hình 3. 5 - Sơ đồ thiết kế bộ thu tín hiệu và điều khiển thiết bị............................... 52

Hình 3. 6 - Quy trình thiết kế cử chỉ ......................................................................... 53

Hình 3. 7 - Ảnh chụp bằng webcam cho các cử chỉ.................................................. 60

Tải ngay đi em, còn do dự, trời tối mất!