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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳建源
研究生(外文):Jian-Yuan Chen
論文名稱:即時手勢辨識與電腦同步猜拳之系統設計
論文名稱(外文):Real time system design for the finger-guessing game playing between human and computer
指導教授:王文俊王文俊引用關係
指導教授(外文):Wen-June Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:侵蝕膨脹膚色影像處理猜拳
外文關鍵詞:erosion、dilation、skin color、image processes、finger-guessing game
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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本論文設計一個電腦與真人猜拳的遊戲,設定遊戲一開始時,播放一段音樂,當音樂在某個時間停止時,真人與電腦隨機產生之隨機拳數同步出拳,電腦並立即辨識真人手勢以判定輸贏,再把輸贏結果,顯示於電腦介面上。在此遊戲中,手勢辨識是最重要的工作,我們利用一台攝影機及影像處理的方法去設計出一套辨識系統。首先,要把手部從複雜的背景之中分離出來,此工作中含有背景相減及膚色擷取兩個步驟。 接下去我們用侵蝕與擴張去除雜訊及補足缺口,然後再轉變成二值化手勢影像。接下來我們求出手部的重心為圓心,以適當半徑掃描手部,記錄了所有手部輪廓點的座標及每個輪廓點到手部重心的距離,根據角度與距離的關係以辨識手指數。本論文演算法在任何方向出現及含有手臂跟不含手臂的手勢皆能辨識成功。
This thesis designs a finger-guessing game system which is the game playing between human and computer. There is a music playing with the game; once the music stops, the human and computer show the hand gesture at the same time. The computer can recognize the human’s gesture and then decide who is the winner? The gesture display of the computer is presented randomly and the result of the game will be shown in the computer interface.

In the game, the hand gesture recognition is the key part of the system. This system needs a computer and a CCD. First, we separate the hand from the complex background, where the processes of background subtraction and skin color extraction are applied. Next, we use dilation and erosion techniques to delete the noise and compensate the breach. Then let the image be transformed to a binary image. On the binary image, we find the gravity of the hand gesture to be the center of scanning circle. Based on the scanning result, the distance and the angle between the contour and the center can be utilized to recognize the fingers’ number. The proposed algorithm is feasible to recognize the hand gesture with arm or without arm and is workable no matter the hand is shown from any direction.
誌謝……………………………………………………………………I
摘要……………………………………………………………………II
Abstract………………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………………IV
圖表目錄………………………………………………………………V
第一章 緒論………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的…………………………………………………1
1.2 文獻回顧…………………………………………………………1
1.3 本文架構…………………………………………………………3
第二章 系統與硬體設備簡介
2.1 系統架設環境………………………………………………5
2.2 硬體架構……………………………………………………5
2.2.1 個人電腦………………………………………………………5
2.2.2 網路攝影機……………………………………………………6
2.3 系統流程及功能簡介……………………………………………6
第三章 影像前置處理………………………………………………8
3.1 簡介…………………………………………………………8
3.2 影像擷取流程………………………………………………8
3.3 影像前置處理流程…………………………………………8
3.4 背景相減……………………………………………………9
3.5 膚色辨識……………………………………………………11
3.6 雜訊去除……………………………………………………12
第四章 手勢辨識……………………………………………………14
4.1 辨識手勢……………………………………………………14
4.2 同步猜拳……………………………………………………25
第五章 實驗結果……………………………………………………29
5.1 手勢辨識……………………………………………………29
5.1.1 各種不同的手勢辨識………………………………29
5.1.2 手部方向與位置的改變…………………………31
5.1.3 手部大小的改變……………………………………34
5.1.4 帶有手錶的手勢辨識…………………………………………36
5.2 即時猜拳辨識系統…………………………………………38
第六章 討論與結論…………………………………………………40
6.1 討論…………………………………………………………40
6.2 未來展望……………………………………………………40
參考文獻………………………………………………………………43

圖表目錄
圖2.1 以實驗室為主的辨識環境……………………………………5
表2.1 QuickCam™ Communicate STX………………………………6
圖2.2 猜拳遊戲工作流程………………………………………………7
圖3.1 影像擷取流圖………………………………………………8
圖3.2 為影像前置處理流程圖………………………………………9
圖3.3 影像經過背景相減處理結果…………………………………10
圖3.4 為膚色辨識及二值化的影像…………………………………12
圖3.5 3×3遮罩………………………………………………………13
圖3.6 為雜訊去除後的二值影像……………………………………13
圖4.1 二值化影像的重心位置………………………………………14
圖4.2 手部的二值化影像以曲線圖表示……………………………15
圖4.3 搜尋手部的曲線輪廓,區分手指與非手指區域……………15
圖4.4 手勢辨識結果_剪刀…………………………………………16
圖4.5 說明如何把手臂去除………………………………………17
圖4.6 手勢辨識結果_剪刀…………………………………………18
圖4.7 手勢辨識結果_布……………………………………………19
圖4.8 手勢辨識結果_石頭…………………………………………19
圖4.9 手勢辨識結果_剪刀…………………………………………20
圖4.10 手勢辨識結果_ error………………………………………20
圖4.11 手勢辨識結果_ error………………………………………21
圖4.12 手勢辨識結果_error…………………………………………21
圖4.13 手勢辨識結果_布……………………………………………22
圖4.14 手勢辨識結果_石頭…………………………………………23
圖4.15 手勢辨識結果_error…………………………………………23
圖 4.16 手勢辨識結果_error………………………………………24
圖 4.17 手勢辨識結果_error………………………………………25
圖 4.18 猜拳機介面設計……………………………………………26
圖 4.19 遊戲開始後介面……………………………………………27
圖 4.20 電腦隨機產生的拳數_剪刀………………………………27
圖 4.21 電腦隨機產生的拳數_石頭………………………………27
圖 4.22 電腦隨機產生的拳數_布…………………………………28
圖 5.1 各種不同的手勢辨識_含有手臂部分……………………30
圖 5.2 各種不同的手勢辨識(僅有手掌部分) …………………31
圖 5.3 手部方向及位置有改變(僅有手掌的部份) ……………32
圖 5.4 手部方向及位置有改變(含有手臂部份) ………………34
圖 5.5 手部大小有改變(僅有手掌的部份) ……………………35
圖 5.6 手部大小有改變(含有手臂的部份) ……………………36
圖 5.7 各種不同的手勢辨識(含有手錶部分) ……………………37
圖 5.8 手部方向及位置有改變(含有手錶部分) …………………38
圖 6.1 若手指故意彎曲……………………………………………41
圖 6.2 出拳的手勢若僅有大姆指與小指時………………………41
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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1. 曾錦坤,〈孫思邈的醫藥養生思想〉,《中華人文社會學報》,5期,2006.9,頁134-164。
2. 鄭志明,〈禁忌文化的哲學省思〉,《鵝湖》,29卷6期,2003.12,頁12-22。
3. 韓廷傑、韓建斌,〈孫思邈養生思想探討〉,《道教學探索》,9期,1995.12,頁125-135。
4. 劉仲康、鍾金湯,〈孫思邈——有藥王之稱的古代醫藥學家〉,《科學月刊》,29卷2期,1998.2,頁150-154。
5. 鄭志明,〈禁忌文化的哲學省思〉,《鵝湖》,29卷6期,2003.12,頁12-22。
6. 劉仲康、鍾金湯,〈孫思邈——有藥王之稱的古代醫藥學家〉,《科學月刊》,29卷2期,1998.2,頁150-154。
7. 曾錦坤,〈孫思邈的醫藥養生思想〉,《中華人文社會學報》,5期,2006.9,頁134-164。
8. 林富士,〈中國六朝時期的巫覡與醫療〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》,70卷1期,1999,頁1-48。
9. 林富士,〈中國六朝時期的巫覡與醫療〉,《中央研究院歷史語言研究所集刊》,70卷1期,1999,頁1-48。
10. 李政育,〈孫思邈性學有待商榷觀點之探討〉,《北市中醫會刊》,8卷1期,2002.3,頁99-103。
11. 李政育,〈孫思邈性學有待商榷觀點之探討〉,《北市中醫會刊》,8卷1期,2002.3,頁99-103。
12. 任育才,〈論孫思邈之年壽及其醫學思想〉,《興大歷史學報》,2期,台中市:中興大學歷史系暨研究所,1992.3,頁41-58。
13. 任育才,〈論孫思邈之年壽及其醫學思想〉,《興大歷史學報》,2期,台中市:中興大學歷史系暨研究所,1992.3,頁41-58。
14. 韓廷傑、韓建斌,〈孫思邈養生思想探討〉,《道教學探索》,9期,1995.12,頁125-135。