Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan 430074, China
With the advancement of deep learning and neural networks, the computational demands for applications in wearable devices have grown exponentially. However, wearable devices also have strict requirements for long battery life, low power consumption, and compact size. In this work, we propose a scalable optoelectronic computing system based on an integrated optical convolution acceleration core. This system enables high-precision computation at the speed of light, achieving 7-bit accuracy while maintaining extremely low power consumption. It also demonstrates peak throughput of 3.2 TOPS (tera operations per second) in parallel processing. We have successfully demonstrated image convolution and the typical application of an interactive first-person perspective gesture recognition application based on depth information. The system achieves a comparable recognition accuracy to traditional electronic computation in all blind tests.
optoelectronic compute wearable devices micro-ring resonator hand gesture recognition 
Opto-Electronic Science
2023, 2(12): 230017
作者单位
摘要
北京理工大学 光电学院,光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
针对传统基于图像分割和特征提取的手势识别算法在复杂背景下识别准确率低、灵活性差的问题,基于目标检测神经网络的手势识别算法可以有效提高复杂环境下手势识别的准确性。受嵌入式处理器体积和功耗的限制,常用的目标检测神经网络在嵌入式上的识别速度较低,不能满足实时手势识别的要求。在SSD目标检测的基础上对其进行优化,使用MobileNetv3网络实现特征提取,目标检测方面则是使用SSD-lite结构,其使用深度可分离卷积替代普通卷积,实现了轻量化MobileNetv3-SSDLite手势识别算法的设计。针对手势识别的要求,制作了包含不同手势的数据集,利用它在服务器上完成了模型的训练。为了满足嵌入式的算力限制,通过模型的量化压缩将float64的网络参数量化为int8,并压缩网络结构,提高网络在嵌入式上的推理速度,实现基于嵌入式的手势识别。实验结果表明,基于嵌入式的MobileNetv3-SSDLite手势识别算法可以达到平均准确率99.61%,且识别速度达到每秒50帧以上,满足实时手势识别的要求。
手势识别 深度神经网络 嵌入式 轻量化 MobileNev3-SSDLite hand gesture recognition deep neuron network embedded system lightweight MobileNetv3-SSDLite 
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031023
张政 1徐杨 1,2,*
作者单位
摘要
1 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州 贵阳 550025
2 贵阳铝镁设计研究院有限公司, 贵州 贵阳 550009
针对传统卷积神经网络(CNN)中仅有对单手手势语义进行识别的算法和深度学习手势识别算法中CNN的收敛性差和识别精度低的问题,提出了一种基于两个分类器的自适应单双手手势识别算法以对单手和双手进行识别。该算法的核心是联合两个分类器进行单双手手势识别。首先,采用手数分类器对手势进行分割分组预测,将手势识别转化成部分手势图像识别;其次,采用自适应增强卷积神经网络(AE-CNN)进行手势识别,利用自适应模块分析出现识别误差的原因和反馈模式;最后,在迭代次数和识别结果的基础上进行参数更新。实验结果表明,手数分类器进行手势预测分组的正确概率为98.82%,AE-CNN的收敛性优于CNN和CNN+Dropout,对单手手势的识别率高达97.87%,对基于LSP数据集自建的9类单手手势和10类双手手势的整体模型识别率为97.10%,对复杂背景和不同光照强度下手势的平均识别率为94.00%,并且具有一定的鲁棒性。
图像处理 特征自适应增强 双分类器 单双手势识别 卷积神经网络 
激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0210005
作者单位
摘要
重庆邮电大学 智能系统及机器人研究所, 重庆 400065
针对现有改进的Camshift手势跟踪算法没有考虑光照变化影响下的鲁棒性, 进而降低了动态手势的识别率, 提出一种基于深度预分割结合Camshift跟踪算法的动态手势识别法。通过在Camshift手势跟踪的基础上引入深度信息, 对手势搜索区域进行深度预分割, 改进手势目标匹配概率, 去除非手势肤色区域及光照变化的影响, 最后用隐马尔可夫模型(HMM)进行识别。实验结果表明, 提出的方法在光照变化及肤色干扰的环境下有很好的鲁棒性, 数字0~9的平均识别率可达97.7%。
动态手势识别 深度预分割 Camshift算法 隐马尔可夫模型 dynamic hand gesture recognition depth pre-segmentation Camshift algorithm hidden Markov model 
半导体光电
2015, 36(1): 155
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学 自动化学院,南京 210016
2 中国科学院自动化研究所,北京 100190
研究了动态手势的跟踪和识别算法,实现了基于动态手势控制的交互式体三维显示。体三维显示可在真实的三维空间中呈现具有物理深度的三维图像,并且所显示图像可从360° 范围内任意角度裸眼观看。采用基于视觉的动态手势控制,可从围绕显示系统的任意视角实现交互式体三维显示。首先从相邻帧帧差图像中检测特定的静态手势获得初始跟踪区域,并针对此区域建立手部肤色的分布模型。然后通过光流法更新跟踪区域内KLT 特征点的位置,并按特征点群算法结合手部肤色的分布模型对特征点的位置进行修正。对于跟踪获得的动态手势轨迹,经过坐标变换并按八方向Freeman 链码进行量化编码,获得手势观测序列。最后利用经过训练建立的手势隐马尔科夫模型库,实现动态手势的识别。将动态手势控制应用到交互式体三维显示并进行了实验。实验结果表明,手势跟踪和识别算法准确而快速,对不同手势的平均识别正确率超过93%,平均响应时间小于40 ms,能从任意视角较好地实现交互式体三维显示。
隐马尔科夫模型 手势识别 体三维显示 hidden Markov model hand gesture recognition volumetric three-dimensional display 
光电工程
2010, 37(12): 88
作者单位
摘要
上海交通大学信息存储研究中心,上海,200030
提出并实现一个用于人机交互的静态手势识别系统.基于皮肤颜色模型进行手势分割,并用傅里叶描述子描述轮廓.采用针对小样本特别有效且范化误差有界的支持向量机方法:最小二乘支持向量机(LS-SVM)作为分类器.提出了LS-SVM的增量训练方式,避免了费时的矩阵求逆操作.为实现多类手势识别,利用DAG(Directed Acyclic Graph)将多个两类LS-SVM结合起来.对26个字母手势进行识别,与多层感知器、径向基函数网络等方法比较,LS-SVM的识别率最高,为93.62%.
手势识别 傅里叶描述子 最小二乘支持向量机 增量训练算法 多类分类 Hand gesture recognition Fourier descriptor Least square-support vector machine Incremental training algorithm Multi-class classification 
红外与激光工程
2002, 31(6): 499

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