自然人機(jī)交互技術(shù)及應(yīng)用

目錄
《智能科學(xué)技術(shù)著作叢書(shū)》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 人機(jī)交互的發(fā)展歷程 1
1.2 自然人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容 3
1.3 自然人機(jī)交互技術(shù) 5
1.3.1 多點(diǎn)觸控技術(shù) 6
1.3.2 手勢(shì)交互技術(shù) 6
1.3.3 人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù) 7
1.3.4 裸眼3D顯示技術(shù) 8
1.3.5 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 8
1.3.6 其他技術(shù) 9
1.4 自然人機(jī)交互技術(shù)的應(yīng)用 10
參考文獻(xiàn) 13
第2章 人機(jī)交互系統(tǒng)的評(píng)估方法 15
2.1 評(píng)估的目標(biāo)和原則 15
2.1.1 評(píng)估的目標(biāo) 15
2.1.2 評(píng)估的原則 16
2.2 人機(jī)交互系統(tǒng)的評(píng)估方法 16
2.2.1 可用性測(cè)試 18
2.2.2 專(zhuān)家評(píng)審法 21
2.2.3 可用性調(diào)查 23
2.3 本章小結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
第3章 多點(diǎn)觸控技術(shù) 28
3.1 多點(diǎn)觸控技術(shù)概述 29
3.1.1 多點(diǎn)觸控技術(shù)的相關(guān)定義 29
3.1.2 多點(diǎn)觸控技術(shù)的相關(guān)研究 30
3.2 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的光學(xué)多點(diǎn)觸控交互系統(tǒng) 33
3.2.1 多點(diǎn)觸控技術(shù)原理 34
3.2.2 光學(xué)多點(diǎn)觸控系統(tǒng)架構(gòu) 39
3.2.3 激光浮面硬件平臺(tái) 40
3.2.4 顯著區(qū)域檢測(cè) 41
3.2.5 連通區(qū)域檢測(cè) 42
3.2.6 輪廓提取 44
3.3 二維環(huán)境下的多觸點(diǎn)檢測(cè) 45
3.3.1 多觸點(diǎn)檢測(cè)的一般流程 46
3.3.2 基于視覺(jué)注意模型的多觸點(diǎn)檢測(cè)算法 47
3.3.3 觸點(diǎn)區(qū)域提取與分析 54
3.4 三維環(huán)境下的多觸點(diǎn)檢測(cè) 56
3.4.1 三維多點(diǎn)觸控概述 56
3.4.2 手部分割 57
3.4.3 背景去除 60
3.4.4 指尖定位 64
3.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 67
3.5 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的光學(xué)多點(diǎn)觸控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與交互 68
3.5.1 觸點(diǎn)跟蹤 68
3.5.2 坐標(biāo)變換 69
3.5.3 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 70
3.5.4 基于觸點(diǎn)軌跡的動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別 72
3.5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 72
3.6 本章小結(jié) 77
參考文獻(xiàn) 78
第4章 手勢(shì)交互技術(shù) 83
4.1 手勢(shì)交互技術(shù)概述 83
4.1.1 基于視覺(jué)的手勢(shì)交互技術(shù) 83
4.1.2 基于數(shù)據(jù)手套的手勢(shì)交互技術(shù) 85
4.2 基于幾何特征的實(shí)時(shí)手勢(shì)交互設(shè)計(jì) 88
4.2.1 實(shí)時(shí)手勢(shì)交互應(yīng)用特點(diǎn) 88
4.2.2 基于幾何特征的實(shí)時(shí)手勢(shì)交互系統(tǒng)框架 89
4.2.3 實(shí)時(shí)手勢(shì)圖像的提取 89
4.2.4 實(shí)時(shí)手勢(shì)幾何特征的定義 91
4.2.5 實(shí)時(shí)手勢(shì)分析與識(shí)別 92
4.2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 94
4.3 基于視覺(jué)融合的數(shù)據(jù)手套設(shè)計(jì) 96
4.3.1 視覺(jué)融合數(shù)據(jù)手套的總體框架 96
4.3.2 視覺(jué)融合數(shù)據(jù)手套的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)解算 98
4.3.3 視覺(jué)融合數(shù)據(jù)手套的手指彎曲度檢測(cè) 99
4.3.4 視覺(jué)融合數(shù)據(jù)手套的位置追蹤 102
4.3.5 基于手勢(shì)識(shí)別的交互系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì) 109
4.4 本章小結(jié) 113
參考文獻(xiàn) 114
第5章 人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù) 117
5.1 人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù)概述 117
5.1.1 人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用 117
5.1.2 人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù)相關(guān)研究 120
5.1.3 三維人體動(dòng)作識(shí)別方法 126
5.2 三維人體骨架數(shù)據(jù)獲取與姿態(tài)描述 127
5.2.1 人體骨架數(shù)據(jù)的獲取 127
5.2.2 三維人體骨架模型 129
5.2.3 動(dòng)作姿勢(shì)特征描述 130
5.2.4 動(dòng)作數(shù)據(jù)集的建立 133
5.3 基于隱馬爾可夫模型的人體動(dòng)作識(shí)別 135
5.3.1 隱馬爾可夫模型 135
5.3.2 基于連續(xù)型隱馬爾可夫模型的人體動(dòng)作識(shí)別 142
5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 145
5.4 基于姿勢(shì)序列有限狀態(tài)機(jī)的人體動(dòng)作識(shí)別 147
5.4.1 三維網(wǎng)格劃分模型的建立 147
5.4.2 肢體節(jié)點(diǎn)特征向量定義 148
5.4.3 姿勢(shì)序列有限狀態(tài)機(jī)構(gòu)造 151
5.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 154
5.5 基于關(guān)鍵姿勢(shì)和動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法的人體動(dòng)作識(shí)別 157
5.5.1 三維人體動(dòng)作關(guān)鍵姿勢(shì)幀提取技術(shù) 158
5.5.2 動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法基本原理 175
5.5.3 基于關(guān)鍵姿勢(shì)和動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法的人體動(dòng)作識(shí)別實(shí)現(xiàn) 177
5.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 178
5.6 基于人體動(dòng)作識(shí)別的虛擬交警指揮動(dòng)作訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì) 183
5.6.1 系統(tǒng)背景 183
5.6.2 系統(tǒng)原理與框架 183
5.6.3 系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn) 184
5.6.4 系統(tǒng)測(cè)試分析與評(píng)估 187
5.7 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190
第6章 裸眼3D技術(shù) 196
6.1 裸眼3D技術(shù)概述 196
6.1.1 交互顯示技術(shù)及發(fā)展 196
6.1.2 立體感知與視覺(jué)顯示技術(shù) 197
6.2 基于斷層寬度測(cè)量的裸眼 3D評(píng)估方法 200
6.2.1 斷層寬度測(cè)量評(píng)估方法 201
6.2.2 人眼承受視差極限參數(shù)測(cè)定 202
6.3 面向個(gè)人體驗(yàn)的裸眼3D設(shè)計(jì)方法 204
6.4 面向個(gè)人體驗(yàn)的裸眼3D互動(dòng)體驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 209
6.4.1 系統(tǒng)背景 209
6.4.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 211
6.4.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 211
6.4.4 系統(tǒng)分析與評(píng)估 213
6.5 本章小結(jié) 214
參考文獻(xiàn) 214
第7章 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 217
7.1 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述 217
7.1.1 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)概念 217
7.1.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 219
7.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵理論與技術(shù) 223
7.2.1 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 224
7.2.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的跟蹤注冊(cè)技術(shù) 225
7.2.3 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示技術(shù) 231
7.2.4 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互技術(shù) 232
7.3 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 233
7.3.1 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 233
7.3.2 基于GPS和電子羅盤(pán)的跟蹤注冊(cè)設(shè)計(jì) 234
7.3.3 基于層次狄利克雷主題模型的關(guān)鍵詞提取 238
7.3.4 面向社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的顯示設(shè)計(jì) 243
7.3.5 系統(tǒng)工作流程與驗(yàn)證分析 245
7.4 本章小結(jié) 252
參考文獻(xiàn) 253
第8章 人機(jī)交互在數(shù)據(jù)可視化中的應(yīng)用 257
8.1 數(shù)據(jù)可視化概述 257
8.2 數(shù)據(jù)可視化中的交互準(zhǔn)則 260
8.3 數(shù)據(jù)可視化中的交互分類(lèi) 262
8.4 數(shù)據(jù)可視化中的交互技術(shù) 263
8.4.1 選擇 263
8.4.2 導(dǎo)航 264
8.4.3 重配 265
8.4.4 編碼 266
8.4.5 過(guò)濾 266
8.4.6 概覽+細(xì)節(jié) 268
8.4.7 焦點(diǎn)+上下文 268
8.4.8 關(guān)聯(lián)性交互 270
8.5 數(shù)據(jù)可視化中的交互硬件設(shè)備 271
8.5.1 多點(diǎn)觸控技術(shù) 271
8.5.2 肢體識(shí)別 273
8.5.3 沉浸式模擬 275
8.6 網(wǎng)絡(luò)安全可視化中交互設(shè)計(jì)：以網(wǎng)絡(luò)流量日志數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)為例 276
8.6.1 網(wǎng)絡(luò)安全可視化理論基礎(chǔ) 277
8.6.2 網(wǎng)絡(luò)安全可視化系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 279
8.6.3 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 281
8.6.4 可視化及交互技術(shù) 282
8.6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析 285
8.7 多媒體數(shù)據(jù)可視化中交互設(shè)計(jì)：以視頻可視化系統(tǒng)為例 291
8.7.1 視頻可視化理論基礎(chǔ) 291
8.7.2 視頻可視化系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 292
8.7.3 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 294
8.7.4 可視化及交互技術(shù) 300
8.7.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 305
8.8 本章小結(jié) 310
參考文獻(xiàn) 310