python实现手势识别的示例（入门）

原文：https://pythonjishu.com/yoprvijnxxyihab/

手势识别是计算机视觉领域的一个重要研究方向。在实际应用中，手势识别可以被用于人机交互、智能家居控制等领域。在本文中，我们将介绍如何使用Python实现手势识别的示例代码。

环境搭建

1. 安装Python
   要使用Python进行手势识别的开发，首先需要在本地安装Python。Python的官方网站是 https://www.python.org/，可以在该网站上下载Python的安装包并按照提示进行安装。

2. 安装OpenCV
   OpenCV是一个开源的计算机视觉库，支持多种操作系统，包括Windows、Linux、Mac OS等。可以在官网https://opencv.org/上找到OpenCV的下载链接，下载完成后按照安装提示进行安装。

3. 安装其他依赖库
   在Python中实现手势识别需要用到一些其他的依赖库，比如numpy、scikit-learn等。可以使用pip命令来安装这些依赖库：

pip install numpy
pip install scikit-learn

手势识别示例

以下是两条手势识别的示例说明。

示例1：手势数字识别

这个示例展示了如何使用Python和OpenCV实现手势数字识别。首先需要收集一些手势数字的训练数据，可以在网络上找到一些数字手势的图片或者使用摄像头进行实时采集。然后使用OpenCV对数据进行预处理和特征提取，最后使用机器学习算法进行训练和测试。以下是代码示例：

import cv2
import numpy as np
from sklearn import svm

# 加载训练数据和标签
train_data = np.load('train_data.npy')
train_labels = np.load('train_labels.npy')

# 特征提取
def hog(img):
    hog = cv2.HOGDescriptor((64,64),(16,16),(8,8),(8,8),9)
    return hog.compute(img)

# 训练模型
clf = svm.SVC(kernel='linear')
clf.fit(np.array([hog(x) for x in train_data]), train_labels)

# 读取测试图像
img = cv2.imread('test.png')
img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 预处理
img_blur = cv2.GaussianBlur(img_gray, (5, 5), 0)
img_thresh = cv2.threshold(img_blur, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)[1]
img_dilate = cv2.dilate(img_thresh, np.ones((2, 2), np.uint8), iterations=1)
img_erode = cv2.erode(img_dilate, np.ones((2, 2), np.uint8), iterations=1)

# 特征提取
hog_data = hog(img_erode)

# 预测手势数字
pred = clf.predict(hog_data.reshape(1, -1))[0]

示例2：手势控制桌面

这个示例展示了如何使用Python和OpenCV实现手势控制桌面的操作。首先使用OpenCV对摄像头的图像进行处理，识别手势的位置和动态轨迹，然后根据不同手势进行不同的操作。例如，当手势为放大操作时，将放大当前窗口的内容；当手势为左移操作时，将当前窗口左移等等。以下是代码示例：

import cv2
import numpy as np
import pyautogui

# 配置
SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT = pyautogui.size()
SCREEN_CENTER_X, SCREEN_CENTER_Y = SCREEN_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT // 2

# 初始化摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)

# 读取背景
_, background = cap.read()

# 帧循环
while True:
    # 读取当前帧
    _, frame = cap.read()

    # 背景差分
    diff = cv2.absdiff(background, frame)

    # 灰度化
    gray = cv2.cvtColor(diff, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    # 二值化
    _, thresh = cv2.threshold(gray, 20, 255, cv2.THRESH_BINARY)

    # 膨胀和腐蚀
    thresh = cv2.dilate(thresh, None, iterations=3)
    thresh = cv2.erode(thresh, None, iterations=3)

    # 查找轮廓
    contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

    # 遍历轮廓
    for contour in contours:
        # 计算轮廓面积
        area = cv2.contourArea(contour)
        if area < 1000:
            continue

        # 计算轮廓中心点
        x, y, w, h = cv2.boundingRect(contour)
        center_x, center_y = x + w // 2, y + h // 2

        # 手势控制
        if center_x < SCREEN_CENTER_X:
            pyautogui.press('left')
        elif center_x > SCREEN_CENTER_X:
            pyautogui.press('right')
        if center_y < SCREEN_CENTER_Y:
            pyautogui.press('up')
        elif center_y > SCREEN_CENTER_Y:
            pyautogui.press('down')

    # 更新背景
    _, background = cap.read()
    cv2.imshow('Gesture Control', frame)

    # 按ESC键退出
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27:
        break

# 释放摄像头
cap.release()

# 关闭窗口
cv2.destroyAllWindows()

以上就是两个手势识别的示例说明。希望对读者有所帮助。