1.1 研究動機
隨著科技日新月異,電腦已經不再是令人陌生的東西,為了滿足人們的依 賴,許多結合電腦和生活的產品也隨之產生,諸如:網路攝影機、觸控式螢幕…
等,其目的在於使用者可以經由操作特定物品來達到和電腦之間的互動,讓電腦 明白使用者的需求。
以往要順利的使用電腦,滑鼠和鍵盤的使用是必要的,對於不便或不熟悉的 使用者是一種困擾,為了能夠讓操作電腦能夠更加友善和人性化,在2010年11 月,微軟公司(Microsoft)研發並推出了體感攝影機Kinect,這項發明以身體就是 控制器為理念提供了用戶可以肢體動作取代鍵盤和滑鼠,以更直覺的方式控制電 腦,除了進行遊戲以外,也有在醫學上的復健或是手術等應用產生[1]。
在與電腦互動的應用下,辨識技術是一項非常重要的議題,如:人臉辨識、
姿勢辨識等、指紋辨識等,利用電腦的快速和方便性來取代人類肉眼上的辨識,
相較於其他辨識,姿勢辨識應用近年來有成長的趨勢,像是投影片的控制[2]或 是電視螢幕的遙控器等,常見的運作方法為事前設定幾個特定的姿勢讓使用者使 用,並且根據辨識結果來操作機器,達到和電腦互動的效果。
1.2 研究目的
基於許多的姿勢辨識,其能力僅限於固定數量的辨識,姿勢數量的固定會大 大限制整個系統的應用範圍,為此,本論文提出一個使用Kinect為輸入端的人體 姿勢辨識系統 , 藉由 Kinect 所提供的人體骨架資訊 ,並配合動態時間扭曲 (Dynamic Time Warping)來設計一個讓使用者可自行定義姿勢動作的系統,使未 來的應用上更有彈性。然而姿勢辨識需要使用者事前準備相對應的訓練資料,如 果需要大量的訓練資料,將會降低使用此系統的便利性。因此在本研究設計中,
使用者僅需要產生少量的訓練資料,佐以我們所發展的增量式方法,提升姿勢辨 識的準確度。
1.3 研究範圍及限制
本文中以 Kinect 攝影機當作輸入端,將其放於使用者面前進行系統的訓練 及測試。由於 Kinect 本身系統運作條件,故需要有以下的使用限制:
(1) Kinect 偵測距離有其硬體限制,使用者須距離 Kinect 水平角 57 度內、距離 1.2 到 3.6 公尺並且必須面向 Kinect 來使用本系統,如圖 1.1 所示。
(2) Kinect 偵測範圍內不能有障礙物,以免影像生成不正確。
(3) 本系統必須運行在符合 Kinect 軟硬體需求的電腦上,如表 1.1 所示[1]。
圖 1.1 Kinect 偵測區域圖
表 1.1 使用者端軟硬體系統需求
1.4 論文內容架構
本論文共分成五章,第二章為姿勢辨識相關研究文獻探討,並說明其相關的 運作理論。第三章為架構流程和主要研究理論與方法,第四章為實驗和結果分 析,第五章為論文結論和未來研究。