基于ov7725摄像头进行手势识别【字数：10914】
摘 要基于OV7725摄像头进行手势识别系统，则是通过处理器扩充外设进行图像信息的采集处理并显示。本文研究的主要对象是基于STM32平台使用摄像头设计的图像采集处理手势识别系统，使用STM32F103RCT6作为核心控制器MCU，通过0V7725摄像头及TFTLCD液晶显示屏完成了集采集、处理、显示等功能为一体，实现手势特征处理识别的系统。本文在硬件方面介绍了系统的整体硬件设计思路，包括最小系统、外设模块的组成架构和原理；软件方面详细描述了各模块的软件驱动及相关手势识别算法原理。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.1.1传统手势识别系统的不足 1
1.1.2手势识别技术的应用领域 1
1.1.3基于摄像头的图像采集处理系统进行手势识别的研究意义 2
1.2国内外发展状况 2
1.2.1 国内手势识别技术发展状况 2
1.2.2 国外手势识别技术发展状况 2
1.2.3 国内手势识别系统发展状况 2
1.2.4 国外手势识别系统发展状况 3
1.3 研究内容及组织架构 3
第二章 手势识别系统总体方案设计 5
2.1 系统总体设计思路 5
2.1.1核心处理器选择 5
2.1.2图像采集模块选择 6
2.1.3图像显示模块选择 7
2.2 系统总体硬件电路设计 8
2.2.1 系统复位电路设计 8
2.2.2 系统供电电路设计 8
2.2.3 系统晶体振荡电路设计 9
2.2.4 系统下载电路设计 9
2.2.5 系统采集模块解接口电路设计 11
2.2.6 系统显示模块接口电路设计 12
2.3 本章小结 13
第三章 手势识别系统实现原理及软件设计 14
3.1系统采集模块实现原理及程序设计 14
3.1.1 OV7725初始化配置 14
3.1.2中断服务函数配置 16
3.1.3读取FIFO数据函数并显示 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.2 系统显示模块实现原理及程序设计 18
3.2.1 LCD初始化 18
3.2.2写GRAM指令及写GRAM 19
3.3 系统处理算法实现原理及程序设计 20
3.3.1 手势识别实现原理 20
3.3.2 手势识别程序设计 21
3.4 本章小结 24
第四章 搭建开发平台及烧录调试 25
4.1 搭建开发平台 25
4.1.1 编译环境MDK安装 25
4.1.2 CH340驱动安装 25
4.2 烧录调试 27
4.2.1 FlyMcu下载程序 27
4.2.2 代码调试 28
4.3 本章小结 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1传统手势识别系统的不足
手势识别可以分为图像采集、图像处理、特征提取识别这三个过程，而传统的手势识别系统在图像采集时就有很多不足。Intel公司提出的 PCI 局部总线规范所支持的通过局部总线快速传输宽度为32/64位的数据为解决数据传输问题提供了强有力的理论支持，从而促使了基于PCI的图像采集系统投入到大规模的运用。但是基于此系统的软件开发工作量，在较长的开发周期影响到产品后续改造和拓展问题的同时，传统的基于PCI的图像采集系统的昂贵的硬件成本以及不便移植的大体积成为了开发过程中需要合理规避的问题。而随着科学与技术的不断发展，基于FPGA 的图像采集系统在处理算法多功能性及运算处理单元的高速性有着明显的劣势，即使构建了对底层处理采用VHDL编写算法的FPGA实现、对高层处理使用计算机软件实现的软硬件结合的高速图像采集系统，也因为根据特定环境而选择特定处理方式这一特点加大了开发难度，在拓展和移植上不能满足设计者的要求。
1.1.2手势识别技术的应用领域
在计算机科学技术与图像处理技术高速发展的今天，科技带来的革命已经深入到了人们生活的方方面面，在手势识别过程所实现的处理技术，因为其可适应性强，在不同领域均有应用。其主要的主要应用领域包括三个方面。
一是无人系统。随着操作系统的不断发展，无人系统开始渗透在不同的领域中，无人汽车，无人飞机等不断出现，这就为手势识别系统提供了平台。无人系统一般使用远程遥控或是无线触屏的方式，不仅程序复杂，执行性差，而且灵敏度低，容易故障。除此之外，无人系统还运用在危险度较高的工作场所，传统无人系统的操作方式就存在相当大的风险。手势识别技术很好的解决了这些问题，在人机交互的系统中，操作方便快捷，简单易懂，而且不需要携带控制工具，有效的解决了使用场景的局限性。
二是残障人士的辅助工具。对于聋哑人和残疾人来说，生活工作中存在相当大的障碍。第一是手语的覆盖人群较少，与聋哑人的交流受限；第二是生活场所中对残障人士的协助设备并不完善，比如有的电梯没有残疾人使用的按键等。将手势识别运用在辅助残障人士上，可以大大便利他们的生活。手势识别可以充当与聋哑人交流的翻译，不需要学习手语；对于行动不便的残疾人可以使用手势识别来满足他们的需求，不需要起身移动。
三是在VR中的运用。VR在现代社会中的应用越来越广泛，对技术的要求也越来越高，为了满足虚拟环境的友好化，提高体验世界的真实感和互动性，手势识别技术被运用在虚拟现实中。手势识别技术可以更好的为体验者提供科技化的体验平台。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.1.1传统手势识别系统的不足 1
1.1.2手势识别技术的应用领域 1
1.1.3基于摄像头的图像采集处理系统进行手势识别的研究意义 2
1.2国内外发展状况 2
1.2.1 国内手势识别技术发展状况 2
1.2.2 国外手势识别技术发展状况 2
1.2.3 国内手势识别系统发展状况 2
1.2.4 国外手势识别系统发展状况 3
1.3 研究内容及组织架构 3
第二章 手势识别系统总体方案设计 5
2.1 系统总体设计思路 5
2.1.1核心处理器选择 5
2.1.2图像采集模块选择 6
2.1.3图像显示模块选择 7
2.2 系统总体硬件电路设计 8
2.2.1 系统复位电路设计 8
2.2.2 系统供电电路设计 8
2.2.3 系统晶体振荡电路设计 9
2.2.4 系统下载电路设计 9
2.2.5 系统采集模块解接口电路设计 11
2.2.6 系统显示模块接口电路设计 12
2.3 本章小结 13
第三章 手势识别系统实现原理及软件设计 14
3.1系统采集模块实现原理及程序设计 14
3.1.1 OV7725初始化配置 14
3.1.2中断服务函数配置 16
3.1.3读取FIFO数据函数并显示 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.2 系统显示模块实现原理及程序设计 18
3.2.1 LCD初始化 18
3.2.2写GRAM指令及写GRAM 19
3.3 系统处理算法实现原理及程序设计 20
3.3.1 手势识别实现原理 20
3.3.2 手势识别程序设计 21
3.4 本章小结 24
第四章 搭建开发平台及烧录调试 25
4.1 搭建开发平台 25
4.1.1 编译环境MDK安装 25
4.1.2 CH340驱动安装 25
4.2 烧录调试 27
4.2.1 FlyMcu下载程序 27
4.2.2 代码调试 28
4.3 本章小结 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1传统手势识别系统的不足
手势识别可以分为图像采集、图像处理、特征提取识别这三个过程，而传统的手势识别系统在图像采集时就有很多不足。Intel公司提出的 PCI 局部总线规范所支持的通过局部总线快速传输宽度为32/64位的数据为解决数据传输问题提供了强有力的理论支持，从而促使了基于PCI的图像采集系统投入到大规模的运用。但是基于此系统的软件开发工作量，在较长的开发周期影响到产品后续改造和拓展问题的同时，传统的基于PCI的图像采集系统的昂贵的硬件成本以及不便移植的大体积成为了开发过程中需要合理规避的问题。而随着科学与技术的不断发展，基于FPGA 的图像采集系统在处理算法多功能性及运算处理单元的高速性有着明显的劣势，即使构建了对底层处理采用VHDL编写算法的FPGA实现、对高层处理使用计算机软件实现的软硬件结合的高速图像采集系统，也因为根据特定环境而选择特定处理方式这一特点加大了开发难度，在拓展和移植上不能满足设计者的要求。
1.1.2手势识别技术的应用领域
在计算机科学技术与图像处理技术高速发展的今天，科技带来的革命已经深入到了人们生活的方方面面，在手势识别过程所实现的处理技术，因为其可适应性强，在不同领域均有应用。其主要的主要应用领域包括三个方面。
一是无人系统。随着操作系统的不断发展，无人系统开始渗透在不同的领域中，无人汽车，无人飞机等不断出现，这就为手势识别系统提供了平台。无人系统一般使用远程遥控或是无线触屏的方式，不仅程序复杂，执行性差，而且灵敏度低，容易故障。除此之外，无人系统还运用在危险度较高的工作场所，传统无人系统的操作方式就存在相当大的风险。手势识别技术很好的解决了这些问题，在人机交互的系统中，操作方便快捷，简单易懂，而且不需要携带控制工具，有效的解决了使用场景的局限性。
二是残障人士的辅助工具。对于聋哑人和残疾人来说，生活工作中存在相当大的障碍。第一是手语的覆盖人群较少，与聋哑人的交流受限；第二是生活场所中对残障人士的协助设备并不完善，比如有的电梯没有残疾人使用的按键等。将手势识别运用在辅助残障人士上，可以大大便利他们的生活。手势识别可以充当与聋哑人交流的翻译，不需要学习手语；对于行动不便的残疾人可以使用手势识别来满足他们的需求，不需要起身移动。
三是在VR中的运用。VR在现代社会中的应用越来越广泛，对技术的要求也越来越高，为了满足虚拟环境的友好化，提高体验世界的真实感和互动性，手势识别技术被运用在虚拟现实中。手势识别技术可以更好的为体验者提供科技化的体验平台。
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