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科研体会(1107810051)
2016-04-10 15:59   审核人:

《手势识别与模仿设计》项目组科研体会

经过一年的不断努力,大学生创新实验项目"手势识别与模仿设计"终于完成了。这一年里充满着项目组个成员的成功与失败,每个人都受益良多,特别是在科研能力上的提升。各个成员这次的科研体会,不是三言两语就能表达出来,因此,下面具体给出了各个成员的科研想法和体会。

庄礼江:
       参与《手势识别与模仿设计》项目,对我来说是一种锻炼。虽然遇到不少困难,但通过上网查资料,请教老师基本都解决了。参加项目一年来,使我更深刻的体会到团结互助的重要性,对于新鲜事物要勇于尝试。
       刚开始了解手势识别相关知识,只知道有基于几何矩和支持向量机的手势识别算法。通过阅读相关文献,我们发现基于几何矩的手势识别算法识别率比较高,因此我们决定采用几何矩不变性的特征来进行手势识别。通过反复实验我们发现识别率并不是很高,后来看到有用ICA算法做人脸识别,识别率很高。因此,我们决定采用ICA来做手势识别。由于ICA中有矩阵运算,而VC对矩阵运算较为复杂。因此我们先在MATLAB上做测试,通过多次实验识别率都达到90%以上。所以我们最终决定放弃几何矩,采用ICA来进行手势识别。
       手势跟踪采用了基于肤色的Camshift方法。通过查阅文献发现一般都是采用肤色阀值法或者肤色直方图法之一来确定肤色区域。但效果都不是很好,因此我们通过尝试结合两种方法来做,对两种方法做"与"运算,这样通过两种方法共同确定肤色区域,效果比只用任何一种都好。
       以上在做实验过程中,给我深刻的印象就是对于新事物要勇于尝试,在前人的基础上进行尝试,成功了就是创新。这段时间,我们在各自阅读大量文献的基础上相互讨论,对项目的进展有更好的帮助。
       在做识别的时候,刚开始我们很依赖摄像头,这样也造成诸多不便。通过不断积累,我们发现可以通过采集的部分手势在识别时用。在调用ICA算法得出的矩阵时,我们先采用MATLAB进行测试,当测试成功时再用VC做,这样大大降低了测试时的难度,更容易找出问题。
       通过参与实验,我懂得了一个道理,实验让人成长,只有自己去做才是自己的。

王成汉:
       这次科研,我的的研究任务是手势图像的预处理和手势样本收集与管理。
在手势图像预处理中,我遇到了很多的困难,比如手势图像的获取,众所周知,人的手势可以是千变万化的,但是限于目前算法和条件,所以最终采取12种静态标准手形,在图像的去噪声过程中,我们采取的是截取手形标记图像后采用查找最大连通区域法。但是由于截取后手形标记图像经过了图像平滑操作,其手形标记范围必然会扩大,最终我们的解决办法是采取腐蚀操作对经过了前面二者处理过的图像进行细化,再比如手势图像的平滑过程中,由于图像是从摄像设备中传输过来的,而摄像设备毕竟不是理想元件,实际获取的图像在形成、传输、接收和处理的过程中,不可避免地会存在着外部干扰和内部干扰,如光电转换过程中敏感元件灵敏度的不均匀性、数字化过程的量化噪声、传输过程中的误差及人为因素等,均会存在一定的噪声干扰。噪声恶化了图像的质量,图像模糊,特征淹没,给图像预处理带来了困难。经过思考决定,我们采用了平滑方法,尽可能去除图像中的无用信息,以提高信号的信噪比。
       在这个科研的过程中,我深深的体会到了独立思考能力的重要性。
       我觉得独立思考能力是搞好研究工作很重要的一个原因,独立思考能力可以让人更好进行科学研究和创造发明,我们看历史上任何一个较重要的科学上的创造和发明,都跟创造发明者的独立地深入地看问题的方法分不开的。所以只有独立的思考才能超越成规,才能在前人的基础上有更好的创造和发明。
       如今一切事物都在快速地发展着,昨天已经获得的成果,可能现在就已经失去了大部分人的认可。如果我们还是坚持把已往的方法一成不 变地用来研究今天的事物,便不一定能够解决问题,获得成果。此时我们就必须创造新方法来突破常观。
科学要想不断进展,就必须依靠独创的精神。独立思考是取得正确认识的必要方法,也是科学中克服困难的不二法门。很多例子可以说明:我们很多大学生在学校中功课学得很好,在教师指导下也是优等学生,但一旦离开教师参加工作,就停滞不前,遇到    困难便束手无策。这种现象就是由于只跟教师学得了若干知识,而并没有获得独立思考的本领之故。
       因此独立思考的能力对于我们来说是非常重要的。

曾达成:
       经过近一年的时间,项目在老师的悉心指导以及团队的共同努力下顺利完成。从初步了解到完成项目,这期间遇到了不少苦难,但是经过大家的共同努力最终克服了困难。对于我来说,最重要的不是完成了项目,而是在这期间积累了宝贵的实践经验以及体会。以下是做项目的一些体会:
    (一)详细的计划。要顺利完成一个项目就必须有一个详细的计划,有了计划,工作就有了明确的目标和具体的步骤,就可以协调大家的行动,增强工作的主动性,减少盲目性,是工作有条不紊的进行。
    (二)适当的分工。因为每个成员的对项目每个部分的背景知识、基本理论、基本方法的掌握程度不同。因此需要为每个成员分配合适的任务,这样做可以减少每个成员的工作量,使各个成员在自己擅长的领域工作,提高工作效率。
    (三)做好充分的准备。在前期我是刚刚接触这方面的知识,不太了解,所以需要收集相应的文献、材料,避免在在后期的实验中手忙脚乱。查看资料、文献也有一定的技巧,带着问题去查看效率比较高。例如带着"手势识别是基于什么识别的?"这个问题去查找相应的资料。
    (四)做详尽的记录。在查看文献的时候将有用的信息做相应的标志或者记录,以便于后期的工作。实验过程中的数据要做详细的记录,用于在重复实验中比较,以及后期论文的数据的录入。
    (五)边做实验边看文献。不要把全部时间放在实验或者研究文献上。查看文献,可以了解别人的实践方法,通过研究别人的方法、深入思考,就可能解决实验遇到的问题。
    (六)交流的重要性。在工作期间交流时必须的,包括成员之间的、成员与老师之间的等。成员之间的交流有利于每个模块的磨合,产生新的思想、方法,提高工作效率。遇到困难,除了自己解决 ,与有经验的老师、学者交流是最有效的方法。每隔一段时间我们全部成员都会开个小会,进行交流以及汇报工作进展,然后将未能解决的问题向指导老师汇报,共同解决问题。
    (七)坚持不懈。遇到困难时,心里有时会产生退缩的的感觉,但是想到团队的其他成员都在为项目奋斗时,心里的畏惧就消失了,重新振作起来继续努力奋斗。在重复的实验中也会感到烦躁,"要么不做,要做就要做好"的信念使我坚持了下来。
虽然我们在这个项目投入很多的精力以及时间,但是我的收获更多。不仅是知识面的增加,而且还学会了如何更好的团队合作去完成一项任务。

黄晓光:
       这是大学里第一次做项目,没想到还是一个学院的重点项目,很荣幸能参加这个项目。刚进项目组的时候就对项目完全没有头绪,做项目需要的知识都没有学过,很多东西听都没有听过,什么都没有接触过只能从零开始。这是个很好的学习机会,通过项目可以很好的锻炼自己,加强团队合作能力,也能很好的提高自己的技术水平。
       分析完项目之后分工做建立3D手模型和模仿功能的工作。接下来就要开始找资料,着手做项目。最初的想法是识别手势中手的各个关节点,然后根据关节点位置特点控制3D手模型的关节做出相应的手势。在数据手套的基础上可以识别出各个关节点,然而我们用的方法是采用单目摄像头来获取图像,按现有的这种方法在视觉下识别各关节点是很困难的。如此一来,只能将问题简化。人的手势可以是千变万化的,但是限于目前算法和条件,不可能识别出人的各种手势,因此需要定义一组标准手势。通过这组标准手势,我们只需识别手势类型就可以模仿相应的手势了。我们得先建立各个预设手势的3D模型,这里用Skinned Mesh技术。建立好模型后,我们可以很容易地把模型导出为X文件,再用DIRECT X打开并播放。
       在做项目过程中也知道了学习知识一定要一步一个脚印,走踏实,只有扎实的基础才能做得好一点。学习知识不能只了解表面知识,还要深入学习,不能只满足于像教材样子的内容,比如vc是用c++写的,但只学课本的c++完全没办法做出一个软件来。做事情要有坚持不懈的精神,只要真正付出了,就一定能有收获,不要抱无所谓,应该,可能、大概的心态做事情,做事就要有认真的态度,态度决定成败。
       做了这次项目,并基本完成了预期的任务,现在又完成了总结,反复地回想那些忙碌的日日夜夜,感觉有一种欢喜和释然。感觉自己的思维能力又提高了,沟通能力又提高了,当然技术水平也提高了。正所谓实践是检验真理的唯一标准,通过这次实践,我对这种项目的各个阶段的事务,各组员分工和与组员间的沟通协作有了更深的认识。也让我的大学生活更加充实了,学习学到的始终是自己的,所以要更加努力,更加主动点。
       感谢老师!

林耿鸿:
       参加科研项目,我学到了许许多多的东西。
       团队合作精神。以前我认为,做项目就是一个智力游戏,一个人做项目就绰绰有余了,参加科研项目,我发现我原先的想法是不正确的。做项目,是一个团队的事情,做项目,是有着明确的分工的。一个项目的成功与否,需要整个团队的通力合作。就我们的项目,我们有比较明确的分工,比如,我们团队成员有的负责手部图像预处理和手势样本采集与管理,有的负责手势识别模型的建立与实现,有的负责建立3D手模型和模仿功能,有的负责整个项目的管理,系统各个部分的规划,以及相关文档的撰写。我负责的部分是轨迹跟踪与实现用户与计算机之间简单交互。因为项目的各个组成部分是不同的,对于团队成员的能力要求是不一样的,有的侧重于数据分析的,有的侧重于硬件处理,有的侧重于建模应用的,有的侧重于文档撰写的。而且项目的各个组成部分又是紧密联系的,每个团队成员除了认真负责自己负责的部分外,又及时跟其他的成员沟通协商,讨论解决难题。因此,团队合作精神对于项目是很重要的,而且团队合作精神的形成,意味着每个团队成员要本着对团队负责的态度,信任队友,团结队友,要宽容大方,要甘于分享和贡献。
       个人能力的要求。每个团队成员负责的部分都是很重要的,因此对个人能力的要求比较高。主要体现在,项目本身就是一个整体,每个每个团队成员除了认真负责自己负责的部分外,还要对整个项目有比深刻的理解,这样才有可能把自己负责的部分做的更好。每个成员了解手势识别的进展,而且从项目本身,你会获得额外的东西,比如,国内外手势识别领域的发展现状,懂得了更多的专业术语,懂得了更多系统训练识别方法,懂得了更多系统训练识别速度与精度的要求,懂得了手势识别的分类方式。
       我负责的部分是轨迹跟踪与实现用户与计算机之间简单交互,我要熟悉手势轨迹跟踪以及人机交互的技术难点,如何对手势进行标记,如何估计手势的运动轨迹,如何设计手势轨迹采样的时间,等等,因此,需要查阅大量的资料,需要进行知识点的整合,最重要的是,给出有效地解决方案。总之,做项目,要有团队合作精神,要迎难而上,做项目中,不断提高自身的能力。

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