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Real-Time Markerless Tracking the Human Hands for 3D Interaction

dc.contributor.advisorKlein, Reinhard
dc.contributor.authorSchlattmann, Markus
dc.date.accessioned2020-04-16T19:01:59Z
dc.date.available2020-04-16T19:01:59Z
dc.date.issued18.02.2011
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.11811/4925
dc.description.abstractThis thesis presents methods for enabling suitable human computer interaction using only movements of the bare human hands in free space. This kind of interaction is natural and intuitive, particularly because actions familiar to our everyday life can be reflected. Furthermore, the input is contact-free which is of great advantage e.g. in medical applications due to hygiene factors.
For enabling the translation of hand movements to control signals an automatic method for tracking the pose and/or posture of the hand is needed. In this context the simultaneous recognition of both hands is desirable to allow for more natural input. The first contribution of this thesis is a novel video-based method for real-time detection of the positions and orientations of both bare human hands in four different predefined postures, respectively. Based on such a system novel interaction interfaces can be developed. However, the design of such interfaces is a non-trivial task. Additionally, the development of novel interaction techniques is often mandatory in order to enable the design of efficient and easily operable interfaces. To this end, several novel interaction techniques are presented and investigated in this thesis, which solve existing problems and substantially improve the applicability of such a new device. These techniques are not restricted to this input instrument and can also be employed to improve the handling of other interaction devices. Finally, several new interaction interfaces are described and analyzed to demonstrate possible applications in specific interaction scenarios.
dc.description.abstractMarkerlose Verfolgung der menschlichen Hände in Echtzeit für 3D Interaktion
In der vorliegenden Arbeit werden Verfahren dargestellt, die sinnvolle Mensch- Maschine-Interaktionen nur durch Bewegungen der bloßen Hände in freiem Raum ermöglichen. Solche "natürlichen" Interaktionen haben den besonderen Vorteil, dass alltägliche und vertraute Handlungen in die virtuelle Umgebung übertragen werden können. Außerdem werden auf diese Art berührungslose Eingaben ermöglicht, nützlich z.B. wegen hygienischer Aspekte im medizinischen Bereich.
Um Handbewegungen in Steuersignale umsetzen zu können, ist zunächst ein automatisches Verfahren zur Erkennung der Lage und/oder der Art der mit der Hand gebildeten Geste notwendig. Dabei ist die gleichzeitige Erfassung beider Hände wünschenswert, um die Eingaben möglichst natürlich gestalten zu können. Der erste Beitrag dieser Arbeit besteht aus einer neuen videobasierten Methode zur unmittelbaren Erkennung der Positionen und Orientierungen beider Hände in jeweils vier verschiedenen, vordefinierten Gesten. Basierend auf einem solchen Verfahren können neuartige Interaktionsschnittstellen entwickelt werden. Allerdings ist die Ausgestaltung solcher Schnittstellen keinesfalls trivial. Im Gegenteil ist bei einer neuen Art der Interaktion meist sogar die Entwicklung neuer Interaktionstechniken erforderlich, damit überhaupt effiziente und gut bedienbare Schnittstellen konzipiert werden können. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit einige neue Interaktionstechniken entwickelt und untersucht, die vorhandene Probleme beheben und die Anwendbarkeit eines solchen Eingabeinstruments für bestimmte Arten der Interaktion verbessern oder überhaupt erst ermöglichen. Diese Techniken sind nicht auf dieses Eingabeinstrument beschränkt und können durchaus auch die Handhabung anderer Eingabegeräte verbessern. Des Weiteren werden mehrere neue Interaktionsschnittstellen präsentiert, die den möglichen Einsatz bloßhändiger Interaktion in verschiedenen, typischen Anwendungsgebieten veranschaulichen.
dc.language.isoeng
dc.rightsIn Copyright
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.subjectMarkerlose Handverfolgung
dc.subjectInteraktionstechniken
dc.subjectInteraktionsschnittstellen
dc.subjectVirtuelle Realität
dc.subjectVermischte Realität
dc.subjectMensch-Maschine-Interaktion
dc.subjectSpiele
dc.subjectZweihändige Interaktion
dc.subjectBenutzerschnittstellen
dc.subjectBloßhändig
dc.subject3D Interaktion
dc.subjectMarkerless Hand-Tracking
dc.subjectInteraction Techniques
dc.subjectInteraction Interfaces
dc.subjectVirtual Reality
dc.subjectMixed Reality
dc.subjectHuman-Computer-Interaction
dc.subjectGames
dc.subjectBimanual Interaction
dc.subjectUser Interfaces
dc.subjectBare-Handed
dc.subject3D Interaction
dc.subject.ddc004 Informatik
dc.titleReal-Time Markerless Tracking the Human Hands for 3D Interaction
dc.typeDissertation oder Habilitation
dc.publisher.nameUniversitäts- und Landesbibliothek Bonn
dc.publisher.locationBonn
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.identifier.urnhttps://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-24232
ulbbn.pubtypeErstveröffentlichung
ulbbnediss.affiliation.nameRheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
ulbbnediss.affiliation.locationBonn
ulbbnediss.thesis.levelDissertation
ulbbnediss.dissID2423
ulbbnediss.date.accepted17.12.2010
ulbbnediss.fakultaetMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.contributor.coRefereeZachmann, Gabriel


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