多点触控手势识别算法的研究与设计

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多点触控技术是新一代的交互技术,它支持一个或多个手指同时进行操作。通过触摸屏进行双手交互操作也被证明是一种具有很高自由度的交互方式。同时随着3G等无线通信技术的发展,移动互联时代已经到来,MID(Mobile InternetDevices)设备的流行成为一种必然趋势,而触摸屏,尤其是多点触摸屏,更将成为主流输入设备。多点触控技术在硬件方面已经比较成熟,但是对于多点触控操控方式的研究在国内外都处于尝试阶段,多点触控手势交互方案也是筵席了传统windows平台下的WIMP范式,并没有针对触摸屏的特性对交互模型进行优化。同时,针对移动设备触摸屏的多点触控手势识别算法十分匮乏,这一点严重的限制了多点操作的进一步应用。因此对于多点触控手势定义的界定以及其识别算法的优化和改进就更加具有重要的现实意义。本文将针对以上提到的这些问题,做出以下的研究:首先,通过对用户习惯进行调查分析,根据人机交互理论,提出具有最为优化用户体验的手势轨迹和对应的手势命令,最终综合提出一套高效、简洁的多点触控手势设计方案。同时针对多点触控操控手势的特点,提出一套正确有效的收视数据提取方案,为下一步的识别算法模型做好充分的准备。其次,根据设计的多点触控手势方案,提出与之相适应的多点手势识别算法模型,针对多点手势的特点,将BP网络与多点手势相结合,进行数学建模和流程分析,提出完备的多点手势的神经元和神经网络的模型,并给出多点手势的训练算法流程,和手势识别算法流程,最终完成整套的算法模型,并实现一套多点触控手势识别的算法原型程序。最后,分析研究BP神经网络的缺陷和不足,找出缺陷存在的原因,然后总结并提出行之有效的解决方案,同时结合原型程序,搭建并实现一套实验平台,对算法进行实验统计以及验证,用实验数据证明算法的有效性和识别的准确率。让多点触控操作的优势进一步得以发挥。
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