随着人机交互技术的发展，手势识别交互的原理和应用已被国内外许多学者从不同的角度、不同的层次进行了研究[1-2]。近年来，传统按键式的红外遥控器已经成为现代家庭电子消费品中广为人知的一种电子产品，而基于视觉的手势识别交互技术与传统红外遥控技术的结合，逐渐成为人们研究手势人机交互应用的新热点[3]。手势识别红外遥控系统整合了新一代手势人机交互技术，从而改变了传统的按键模式，在某些红外遥控的场合具有传统遥控器所无可比拟的便捷和人性化的用户体验。手势红外遥控系统的结构大多都基于PC实现，若要在专门系统独立实现，硬件系统一般都要根据具体要求进行特别的设计[4-5]。在充分考虑了算法实现的灵活性和实现结构的可行性之后[4，6-11]，本文提出并设计了一种基于双DSP结构的硬件处理平台，快速实现手势定位及特征提取，从而成功开发了一种简便实用、容易操作及性价比高的动态手势红外遥控。

1 系统总体方案

系统基于双DSP C2000系列芯片结构的硬件平台，采用流水线处理结构，结合图像帧差法实现手势背景分离，通过图像滤波、灰度直方图等方法实现手势定位及特征提取。双DSP两级流水线的图像处理流程，保证了系统动态手势图像处理的流畅和实时性，再集成红外控制模块，实现了手势识别技术和红外遥控技术的结合，从而实现动态手势红外遥控。设计的动态手势红外遥控系统总体方案如图1所示。系统主要由DSP1前级处理、DSP2后级处理、红外控制模块三大部分组成，其中DSP1和DSP2均为TI公司C2000系列芯片中的TMS320F2812信号处理芯片系统，系统采用两级流水线的系统处理方法，DSP1负责与图像传感器通信，实时采集图像数据，并对图像进行初步的图像滤波处理。DSP2主要负责实时图像的后级处理，包括手势背景分离、手势特征提取、手势动作识别、指令判断以及与红外控制模块的通信。系统的红外控制模块具有收发一体功能，能够自定义学习红外指令以适应各种遥控对象。

手势识别算法主要包括：手势图像预处理、手势背景分离、特征提取和动作识别。系统基于帧差法实现手部图像分割方法就是对视频图像序列中的相邻的或一定时间间隔的两帧进行逐个像素比较，来获得前后两帧图像亮度差的绝对值。利用间隔短暂时间的两帧图像比较，可以得到两张图像运动方向的边缘围成的一小段白色区域。用这段白色区域代替手部位置。帧差法能够消除大部分的背景，并且经过帧差法处理之后图像中的噪声类型单一，容易用特定的滤波算法消除[7，12]。对帧间差分法得到的图像按选定的阈值进行二值化，得到目标图像序列的二值化图像序列Fk（x，y）。其中，

2.1 图像采集模块

为了实现手势图像的实时采集，本系统采用了一款以OV7620图像传感芯片为核心的型号为C3188的数字图像传感模组作为图像采集摄像头，同时为了与DSP1的工作速度匹配，图像采集电路使用了型号为AL422B的FIFO缓冲存储芯片。图像数据采集电路示意图如图3所示。OV7620是Omni Vision公司生产的一款高集成度的高分辨率逐行/隔行扫描CMOS数字彩色／黑白视频摄像芯片。芯片输出视频的同时提供了3根同步信号线，分别为场同步信号VSN，奇偶场同步信号FODD，行同步信号HREF和像素输出时钟PCLK。使用DSP的GPIO控制4根信号线，就可以完整读取视频图像数据。

2.2 双DSP硬件结构

为了使得最大工作频率只有150 MHz的DSP F2812芯片能够进行有效快速的图像处理工作，结合实际考虑，本系统独立设计了基于双DSP F2812芯片的并行处理电路[10-11]，系统电路示意图如图4所示。双DSP芯片通过双端口RAM CY7C028存储芯片建立数据通道，从而实现将手势识别图像处理分离为流水线般的处理模式，使得双DSP配合工作，前级DSP1进行图像的采集与预处理，后级DSP2同时地进行手势图像特征提取及识别等工作。这样可以大大提高单DSP的工作效率，从而可以胜任复杂的手势识别的图像处理工作。