基于轻量级 OpenPose 改进的幻影机手势交互系统

杨利霞

基于轻量级 OpenPose 改进的幻影机手势交互系统

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6 H5 v0 g! V6 S% \+ u; G目前人机交互方式多以键盘鼠标为主，而基于深度学习手势识别的交互方式算法准确率不高，且实
4 L9 u9 \1 W8 }8 k% e时性和系统稳定性均有待提升。提出一种新颖的针对轻量级 OpenPose 进行改进的幻影机手势交互系统。采
用轻量级 OpenPose 将人手简化建模为 21 个关键点，以 MobileNetV1 作为基础模型，应用部分亲和域（Part
% G1 x; X5 o4 \7 IAffinity Fields, PAF）方法实现人手关键点的检测并画出简化骨骼图。为进一步提升人机交互系统的实时性，
) _$ Z# U% V2 i, T6 ~1 K4 D$ f采用幻影模块（Ghost Module）对卷积层进行降维，用更少的硬件资源取得同样的识别效果。最后搭建验证
' M& E% T% o1 O, C# a! P; q3 _; y环境,根据画出的人手骨骼图进行模式匹配，根据匹配识别结果生成交互控制指令，经由蓝牙通讯将指令传送
% M6 w; m, d8 j; D至 Arduino UNO 平台控制小车实现交互响应。经过初步训练后，该系统在 coco2017 验证集上能实现 58.7%
( l& c% d- ^3 Z' y+ Q+ j) V的准确率，保持了原始 OpenPose 网络和轻量 OpenPose 网络的人手关键点识别效果，在家用 PC 机上可实现
每秒 32~36 帧的识别速率和较高的手势识别率。
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