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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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
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
( V5 T0 q5 G" \2 z, @9 d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
* V6 Q( v; t4 E: `  xAffinity 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，
0 G- c$ Z/ h& 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
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
# ^# W; q0 ]& p) F/ M# l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%
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
1 T8 B* P6 O: M+ O每秒 32~36 帧的识别速率和较高的手势识别率。
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