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基于HMM-FNN模型的复杂动态手势识别
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:0
  • 页码:2302-2312
  • 语言:中文
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室,北京100190, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:Supported by the National Basic. Research Program of China under Grant No.2002CB312103 (国家重点基础研究发展计划(973)); the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.60673188, 60605018 (国家自然科学基金 ); the National I-Iigh-Tech Research and Development Plan of China under Grant No.2006AA01Z328 (国家高技术研究发展计划(863))
  • 相关项目:面向增强现实的混合用户界面研究
中文摘要:

复杂动态手势识别是利用视频手势进行人机交互的关键问题.提出一种HMM-FNN模型结构.它整合了隐马尔可夫模型对时序数据的建模能力与模糊神经网络的模糊规则构建与推理能力,并将其应用到复杂动态手势的识别中.复杂动态手势具备两大特点:运动特征的可分解性与定义描述的模糊性.针对这两种特性,复杂手势被分解为手形变化、2D平面运动与Z轴方向运动3个子部分,分别利用HMM进行建模,HMM模型对观察子序列的似然概率被作为FNN的模糊隶属度,通过模糊规则推理,最终得到手势的分类类别.HMM-FNN方法将高维手势特征分解为低维子特征序列,降低了模型的复杂度.此外,它还可以充分利用人的经验辅助模型结构的创建与优化.实验表明,该方法是一种有效的复杂动态手势识别方法,并且优于传统的HMM模型方法.

英文摘要:

Recognition of complex dynamic gesture is a key issue for visual gesture-based human-computer interaction. In this paper, an HMM-FNN model is proposed for gesture recognition, which combines ability of HMM model for temporal data modeling with that of fuzzy neural network for fuzzy rule modeling and fuzzy inference. Complex dynamic gesture has two important properties: Its motion can be decomposed and usually being defined in a fuzzy way. By HMM-FNN, complex gesture is firstly decomposed into three components: Posture changing, movement in 2D plane and movement in Z-axis direction, each of which is modeled by HMM. The likelihood of each HMM to observation sequence is considered as membership value of FNN, and gesture is classified through fuzzy inference of FNN. In this proposed method, high-dimensional gesture feature is transformed into several low-dimensional features, as a result, computational complexity is reduced. Furthermore, human's experience or prior knowledge can be used to build and optimize model structure. Experimental results show that the proposed method is an effective method for recognition of complex dynamic gesture, and is superior to conventional HMM method.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609