تتعدد البحوث و الدراسات العلمية التي تعمل على تحسين طريقة تفاعل الإنسان مع الآلة و جعلها أقرب إلى الأسلوب البشري في التفاعل سواء من خلال محاولة فهم الكلام أو الإيماءات أو حتى إشارات الدماغ, و لكن اعتماد الإنسان اعتماداً كبيراً على يديه في التفاعل مع بيئته المحيطة أعطى أهمية خاصة للبحوث التي تهتم بتعرف اليد و حركاتها و ملاحقتها.
يقدم هذا البحث أسلوباً جديداً لتعرف يد بشرية تتحرك بشكل طبيعي أمام كاميرا رقمية عادية و ملاحقتها ضمن بيئة غير معروفة مسبقاً, بغض النظر عن وضعية الأصابع أو شكل اليد و دون الحاجة إلى ارتداء قّفازات أو معّلمات إضافية. تقوم الطريقة
المقترحة بالتمييز بين اليد و الأجسام المتحركة الأخرى و خاصة الوجه عن طريق تحديد نقاط الفيديو المتحركة من لون الجلد البشري، و تطبيق مجموعة من المعايير المقترحة المعتمدة على معالجة صور الفيديو لتعرف الجسم الممثل لليد. قمنا بإجراء
دراسة عملية لتقييم الأداء فضلاً عن تصميم تلفاز افتراضي يجري التفاعل معه باستخدام اليد المجردة كتطبيق مباشر على الطريقة المقترحة لمعرفة مدى فعاليتها و سهولة استعمالها بنظر المستخدمين. أظهرت النتائج إمكانية تعرف اليد بالزمن
الحقيقي و بدقة تقارب % 99 ضمن ظروف إضاءة الغرفة الطبيعية.
Many researchers work on enhancement of Human Computer Interaction methods and try to make it
more natural and intuitive. This includes researches in: understanding human languages, gestures
recognition and brain signals recognition. But the heavy use of hands in human everyday life makes hand
recognition and tracking researches very important.
In this paper, we present a novel method to recognize and track a human hand moving in front of digital
camera in an unknown environment without any constraints on fingers positions or hand gesture and with
no need to wear any additional devices like gloves or markers. Our method can distinguish between hand
and other moving objects especially faces, by applying some proposed criteria to determine which object is
representing the hand. A practical study is performed to evaluate the performance of the proposed
method. Hand interactive virtual TV is made as a realistic application to report users experiences. Results
show that our proposed method can recognize human hand at real-time with 99% accuracy rate in
normal indoors light.
Artificial intelligence review:
Research summary
يقدم البحث نموذجًا جديدًا لتعرّف اليد البشرية المجردة وملاحقتها باستخدام كاميرا رقمية عادية، دون الحاجة إلى ارتداء قفازات أو معلمات إضافية. يعتمد النموذج على معالجة الصور الفيديوية لتحديد نقاط الفيديو المتحركة من لون الجلد البشري وتطبيق مجموعة من المعايير المقترحة لتعرف الجسم الممثل لليد. تم إجراء دراسة عملية لتقييم الأداء وتصميم تطبيق عملي كتلفاز تفاعلي يمكن التحكم فيه باستخدام اليد المجردة. أظهرت النتائج إمكانية تعرّف اليد بدقة تقارب 99% في ظروف الإضاءة الطبيعية. يتألف النظام المقترح من مرحلتين أساسيتين: مرحلة التهيئة ومرحلة الملاحقة. تقوم مرحلة التهيئة بتحديد منطقة اليد البشرية ضمن صورة الدخل عن طريق إيجاد النقاط القريبة من لون الجلد ومقاطعتها مع النقاط المتحركة، بينما تقوم مرحلة الملاحقة بمتابعة اليد خلال الصور التالية. تم استخدام مجموعة من المعايير المستوحاة من شكل اليد البشرية لتحديد المنطقة الممثلة لليد، مثل الشكل الإهليلجي ومناطق خلل التحدب واللون الموحد. تم تقييم النظام باستخدام مجموعة من خوارزميات التصنيف مثل الشبكة العصبية والشجرة القرارية والانحدار اللوجستي، وحققت الشبكة العصبية أعلى دقة بنسبة تزيد على 99%. أظهرت التجارب العملية تفضيل المستخدمين للتفاعل باستخدام اليد المجردة على جهاز التحكم التقليدي من حيث متعة الاستخدام، على الرغم من انخفاض دقتها بشكل طفيف مقارنة بجهاز التحكم.
Critical review
دراسة نقدية: يعتبر هذا البحث خطوة مهمة نحو تحسين التفاعل بين الإنسان والآلة باستخدام اليد المجردة. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، على الرغم من أن النظام يعمل بدقة عالية في ظروف الإضاءة الطبيعية، إلا أن الأداء قد يتأثر في ظروف الإضاءة المتغيرة أو الضعيفة. ثانياً، قد يكون من المفيد توسيع نطاق الدراسة لتشمل مجموعة أكبر من المستخدمين من مختلف الأعمار والخلفيات الثقافية لتقييم مدى فعالية النظام في ظروف متنوعة. ثالثاً، يمكن تحسين النموذج ليكون أكثر تكيفًا مع التغيرات في لون الجلد بين الأفراد المختلفين. وأخيراً، يمكن أن يكون هناك اهتمام أكبر بتقليل تكلفة العمليات الحسابية لجعل النظام أكثر كفاءة وملاءمة للاستخدام في الزمن الحقيقي.
Questions related to the research
-
ما هي المراحل الأساسية التي يتألف منها النظام المقترح لتعرّف اليد البشرية؟
يتألف النظام من مرحلتين أساسيتين: مرحلة التهيئة ومرحلة الملاحقة. تقوم مرحلة التهيئة بتحديد منطقة اليد البشرية ضمن صورة الدخل، بينما تقوم مرحلة الملاحقة بمتابعة اليد خلال الصور التالية.
-
ما هي المعايير المستخدمة لتحديد منطقة اليد البشرية في النظام المقترح؟
تم استخدام مجموعة من المعايير المستوحاة من شكل اليد البشرية، مثل الشكل الإهليلجي، مناطق خلل التحدب، واللون الموحد.
-
ما هي دقة النظام المقترح في تعرّف اليد البشرية في ظروف الإضاءة الطبيعية؟
أظهرت النتائج أن النظام المقترح يمكنه تعرّف اليد بدقة تقارب 99% في ظروف الإضاءة الطبيعية.
-
ما هي خوارزميات التصنيف التي تم استخدامها في تقييم النظام، وأيها حققت أعلى دقة؟
تم استخدام مجموعة من خوارزميات التصنيف مثل الشبكة العصبية، الشجرة القرارية، والانحدار اللوجستي. وحققت الشبكة العصبية أعلى دقة بنسبة تزيد على 99%.
References used
J. d. R. Millán, et al., "Brain-actuated interaction," Artificial intelligence, vol. 159, pp. 241-259, 2004
J. M. Rehg and T. Kanade, "Visual Tracking of High DOF Articulated Structures: an Application to Human Hand Tracking," presented at the Proceedings of the Third European Conference-Volume II on Computer Vision - Volume II, 1994
K. Dorfmuller-Ulhaas and D. Schmalstieg, "Finger tracking for interaction in augmented environments," in Augmented Reality, 2001. Proceedings. IEEE and ACM International Symposium on, 2001, pp. 55-64
Within the last few years, the number of Arabic internet users and Arabic online content is in exponential growth. Dealing with Arabic datasets and the usage of non-explicit sentences to express an opinion are considered to be the major challenges in
As NLP systems become better at detecting opinions and beliefs from text, it is important to ensure not only that models are accurate but also that they arrive at their predictions in ways that align with human reasoning. In this work, we present a m
Fatigue is one ofthemostimportant and common side effectamong cancer patient
under chemotherapy. Objective:the study aimed is to study the effect back, hand and foot
massage on fatigue levelto cancer patient under chemotherapy.Material and method:t
In this work, we are proposing a new model for knowledge discovery in database (KDD) named "SCRUM-BI". It based on SCRUM agile methodology to enhance the way of building Business Intelligence and Data Mining applications. This model characterized as
Multi-hop relation detection in Knowledge Base Question Answering (KBQA) aims at retrieving the relation path starting from the topic entity to the answer node based on a given question, where the relation path may comprise multiple relations. Most o