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

; i8 G/ W! u4 G4 k. E1 T! _
3 }; B) ?) Y+ X) i2 @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
/ N6 ~& T8 I$ D* @  }1 W: O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
- i8 }/ f2 o, {1 f, G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
% L3 a+ n: U7 b" |4 F' ]5 qAffinity 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，
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
1 v0 x- B+ U) R5 Y. S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
. V% j( N3 ]' J$ H' |/ u每秒 32~36 帧的识别速率和较高的手势识别率。
: D# c7 H2 F! E8 w( q2 K6 u: _
* t$ W. Y- f, _
1 J" G  X2 S% i6 _( W7 d0 c
& \* h2 u1 ~: c& J, a
% Z7 H5 x# e% S) e* f