手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用.doc

手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用用青岛大学 硕士学位论文 手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用 姓名：李可歆 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：杨厚俊 20100607 摘要 增强现实技术 Augmented 发展的一个重要方向增强现实技术将计算机生成的虚拟对象及其相关信息准 确实时的叠加到真实环境中，可以通过显示设备看到一个真实场景中无缝融入 虚拟对象的虚实结合空间，为人们带来一个视觉效果更真实、场景信息更丰富 的新环境随着移动设备和技术的发展，在这类通用性高、普及率大、便携性 好、能耗低的手持设备设计开发增强现实系统对增强现实技术的推进和发展具 有重要的理论意义和现实意义 人机交互技术的发展将技术核心由计算机转向用户，而人手动作和手势是人类 最自然、直观、易于掌握的人际交流方式，并含有丰富的交互信息，用户可以直接 将手作为计算机的输入设备，通过手势发布命令，不需要交互媒介实现人机通讯， 因此基于手势识别的交互技术己逐渐成为人机交互领域的研究热点 因此，研究便携式手持设备上实现增强现实手势交互技术具有很大实用价 值，论文的主要内容有： ． 1、研究了自适应三帧差分运动目标检测算法。

运动目标检测是实现虚实交互的 前提条件论文研究了目前主流的视频检测算法，分析了这些算法的优势和不足， 提出了一种通过运动目标速度自适应调整帧间隔的三帧差分检测方法，实验表明， 与目前主流的视频检测算法相比，本文方法在运动物体方向不改变的条件下，能够 快速准确的定位运动目标区域，有效降低手持设备处理延迟性，适用于计算性能较 低的手持设备 2、手持设备上增强现实的虚实交互系统需要利用手持设备内置摄像头实 时采集视频图像，由于使用者生理上无意识的手部抖动或移动手持设备，都可 能导致视频帧背景发生变化本文研究了 Surendra 背景更新算法，实现能够自 适应更新背景，并与自适应三帧差分和背景差分法相结合，解决了因手持设备 抖动而引起的检测误差问题，提高检测精度和效果 3、提出了基于区域相割的指尖检测算法，将交互点的范围缩小到一个特 定的区域，能够确定人手指尖与虚拟物体交互的有效区域，使人手对虚拟物体的 动作更加精确和协调 关键词：增强现实；手持设备；手势识别；帧间差分法；背景差分法 Abstraet toas anewfieldofresearch AugmentedReality AugmentedReality,referredAR is onthebasisofvirtual toas technology VirtualReality,referred developed reality VR ．It alsoisan directionofhuman-machineinterface importantdevelopment technology． the adds virtual and Augmentedrealitytechnologyaccuratelycomputer-generatedobjects theirrelatedinformationtothereal callseea environment，youreality-virtualspaceby can devicewhichvirtual intoarealscene．It a display objectsseamlesslyintegrated brings morerealandnewenvironment．Asthe ofmobiledevicesand development technology, handheld onsuch deviceof designaugmentedrealitysystem high diffusion will the of rate，portable，lowconsumptionpromotedevelopment energy and theoretical and augmentedrealitytechnologybringimportant significancepractical significance． technical interaction coreshiftedfrom to Human―computertechnology’s computer USerS．The ofhumanis communicationmethodswhichisthemost gestures interpersonal and tomasterandcontainsmuchmoreinteractiveinformation． natural，intuitive easy Userscan usehandasa anorder the directly device，issuedthrough computerinput not themediatoachieve interaction．So，the gestures，doesrequire human―computer interactionbasedon has becomearesearch gesturerecognitiontechnologygradually in interactionresearchfield． highlight human-computer ofinteractive ofARbasedonhandhelddeviceswill Therefore，thestudy technology value．Themainworkinthis isasfollowed： bringgreatpractical paper of threeframedifference detectionis Firstly,aalgorithmadaptive moving target detectionisa for proposed．Movingtarget prerequisiteinteraction．Byanalyzing the andweaknessesofmainstreamvideodetection new strengths methods，a basedon ratewhichcould frameintervalis algorithm movingtarget adaptiveadjust showthatthis isfasterthanother proposed．Theexperiments algorithm existedmethods usedaimedat detection．Thereforeitisfeasiblefor with movingtarget end―users’devices low andreducethe ofhandheld computationalperformanceeffectively processingdelays devices． The interactivebasedonhandheld reality system devicesneeds cameras integrated real―timevideo theUSerunconscious handshakeormove capture image．As physiological mobile handhelddevicesare toresultthe likely background whichcouldachieve the algorithm background，combinedwith adaptiveupdate adaptive threeframe solveddetectionerror be differenceand difference problems background caused on call thedetection and hand．helddevice．It byjitter improve accuracy effectiveness． Gesture Keywords：AugmentedReality；HandheidDevice；HandRecognition； Temporal Subtraction Difference；Background 学位论义独创性声明学位论文知识产权权属声明 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。

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