基于图像处理技术的人机交互系统设计与实现

现代电子技术Modern Electronics Technique 2018年12月15日第41卷第24期Dec.2018Vol.41No.240引言人机交互系统是指通过计算机的输入、输出设备，运用有效的方式实现人和机器交流、对话、交换信息的系统。应用者可以使用键盘、鼠标、操作杆和位置追踪器等设备，通过手、脚、声音、肢体动作甚至脑电波等向人机交互系统中传达信息，人机交互系统则依照应用者

的指示完成相应的指令和操作。因此，人机交互系统在

医疗、军事、工业等领域具有重要的应用价值。当前人

机交互系统已经处于多通道、多媒体的智能人机交互阶

段。相关人员设计出的人机交互系统都存在一定的问

题，如文献[1]中设计的基于混合脑电信号及视觉信息的

智能轮椅人机交互系统，基于海量电脑信号以及视觉信

息进行交互分析，在复杂环境中无法对瑕疵图像进行有

效修复，人机交互性能差；文献[2]设计了基于Leap Mo-

tion 的虚拟农作物人机交互系统，该系统采用Leap Mo-基于图像处理技术的人机交互系统设计与实现

张青，常能

（山东交通学院，山东济南

250357）摘要：基于混合脑电信号及视觉信息的人机交互系统无法对复杂环境中瑕疵图像进行有效修复，人机交互性能差。设计基于图像处理技术的人机交互系统，系统分为片上功能模块和外部电路模块，片上功能模块中的图像处理模块对图像进行预处理、图像还原以及采集特征点坐标。系统采用8255A 芯片作为人机界面的硬件接口。该芯片A ，B ，C 口分别连接数据线、控制线和行列线，实现人机交互界面信息的传输。系统通过带有USB 的摄像头将图像转换成数字信号发送给计算机后，通过维纳滤波算法对图像进行修复。实验结果表明，所设计系统能够准确完成应用者的动作指令，具有较高的指令识别正确率和识别速度，人机交互性能佳。

关键词：图像处理；人机交互；系统设计；特征点坐标；数字信号；维纳滤波算法

中图分类号：TN911.73-34；TP393文献标识码：A 文章编号：1004-373X （2018）24-0149-04

Design and implementation of human-machine interaction system

based on image processing technology

ZHANG Qing ，CHANG Neng

（ShanDong JiaoTong University ，Jinan 250357，China ）Abstract ：Since the human-machine interaction system based on mixed EEG signals and visual information cannot effec-tively repair the defective images in complex environments ，and has poor human-machine interaction performance ，a human-ma-chine interaction system based on the image processing technology is designed.The system is divided into the on-chip functional module and external circuit module.The image processing module in the on -chip functional module preprocesses images ，re-stores images ，and collects the feature point coordinates.In the system ，the 8255A chip is used as the hardware interface of the human-machine interface.The A ，B and C interfaces of the chip are respectively connected to the data line ，control line ，and alignment line ，so as to realize information transmission of the human-machine interaction interface.The system converts images into digital signals by using a camera with a USB.After sending the digital signals to the computer ，images are repaired by using the Wiener filtering algorithm.The experimental results show that the designed system can complete the applicator ′s action in-structions accurately ，has a high instruction recognition accuracy rate and recognition speed ，and has good human-machine inter-action performance.

Keywords ：image processing ；human-machine interaction ；system design ；feature point coordinate ；digital signal ；Wiener filtering algorithm 收稿日期：2018-04-09修回日期：2018-06-15基金项目：国家自然科学基金项目（51505259）

Project Supported by National Natural Science Foundation of China （51505259）

DOI ：10.16652/j.issn.1004-373x.2018.24.037149

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