設計概念

本研究是以不在手上做顏色記號及不穿戴任何顏色手套或感應裝置之情況下，藉由一台CCD攝影機擷取手部影像，對手部動作進行分析。主要藉由過濾膚色來取得我們所需的手部影像，排除掉其他不需要的部份，再透過模版比對來取得指尖位置，進而對手指的移動做判斷。

相關理論

‧形態學

(1) 侵蝕 (Erosion)

侵蝕以AQB表示，A為輸入影像，B為結構元素 (structure element) 如圖一，當輸入像素及其周圍像素相對於結構元素為 1 的像素值皆為 255，則將輸入像素的值設為 255，使用 3x3 結構元素對物體作一次侵蝕運算

erosion

(2) 擴張 (Dilation)

擴張以AÅB表示，當輸入像素及其周圍像素相對於結構元素為 1 的像素值有一個以上為 255 時，則將輸入像素的值設為 255，使用 3x3 結構元素對影像作一次擴張運算

dilation

‧模版比對法

先計算出影像中之目標區域，並將此區域定為搜尋視窗 (Search Window)，然後使用其定義之指尖特徵模版，於此區域內進行比對工作。此法係將區域比對法和特徵比對法相結合，用以找出指尖之特徵資訊，其定義之模版具有固定大小及樣式，如下圖所示：

module

‧Sobel邊緣偵測

在數位影像處理中，常利用邊緣偵測來找出期望的特徵點。影像中任一點（pixel）在階位與鄰近點突顯變化，則可視為邊緣（edge）。因為數位影像是離散的，因此可將原始影像 I (x,y) 與梯度運算子（gradient operator）作迴旋運算（convolution）求得梯度向量。常見的梯度運算子有prewitt、Sobel、candy….等。其中Sobel 最為常用。