Математичне та програмне забезпечення комп’ютеризованої системи для розпізнавання жестів

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню математичних основ та створенню на їх основі спеціалізованого програмного забезпечення для системи розпізнавання жестів. Проаналізовано методи і способи побудови систем розпізнавання жестів, побудовано архітектуру, функціональний склад і основні алгоритми функціонування системи. Запропонований алгоритм, що включає використання медіанного фільтра для нормалізації вхідних даних, і застосування методів машинного навчання, а саме алгоритм кластеризації методом k-медіан для підвищення точності при визначенні діапазонів напруг. Для реалізації розпізнавання жестів використана нейронна мережа. У середовищах MatLab та IDE Arduino розроблено спеціалізоване програмне забезпечення, що включає в себе фільтрацію вхідних даних, а також використання самоадаптивних алгоритмів для підвищення точності розпізнавання. Результати проведених експериментів показують, що розроблене програмне забезпечення дає змогу розпізнати жести з дактильної абетки української мови з високою точністю.

The thesis deals with the research of mathematical foundations and the creation of specialized software for the gesture recognition system based on them. The methods and ways of building gesture recognition systems were analyzed, the architecture, functional structure and basic algorithms of the system were built. The proposed algorithm includes the use of a median filter for input data normalization and the application of machine learning methods, namely the k-median clustering algorithm to increase accuracy in determining voltage ranges. A neural network was used to implement gesture recognition. In the MatLab and Arduino IDE environments, specialized software has been developed, which includes filtering of input data, as well as the use of self-adaptive algorithms to improve recognition accuracy. The results of the experiments show that the developed software makes it possible to recognize gestures from the dactyl alphabet of the Ukrainian language with high accuracy.