Handtrack.js库实现实时监测手部运动(推荐)

【导语】： Handtrack.js 是一个可以直接在浏览器中实现实时手部动作跟踪和检测的原型库，它是经过 Tensorflow 训练产生的开源模型，不需要用户自己训练。有了它，你只需要通过几行代码就能检测图片中手部的动作。

GitHub 主页

https://github.com/victordibi...

1、简介

Handtrack.js ，是基于 TensorFlow 对象检测 API 训练模型搭建的，能够实现通过摄像头实时监测手部运动，它的特点主要包含：

handtrack.js

2、应用场景

如果你对基于手势的交互式体验感兴趣， Handtrack.js 会很有用。用户不需要使用任何额外的传感器或硬件，就可以立即获得基于手势的交互体验。

一些相关的应用场景：

• 将鼠标移动映射到手部移动，达到控制的目的；
• 当手和其他物体重叠时可以表示某些有意义的交互信号（例如触碰物体或选择物体）；
• 人的手部运动可以作为某些活动识别的代理的场景（例如，自动跟踪视频或图像中下棋者的动作）， 或者简单地计算图像或视频帧中有多少个人；
• 创建演示，任何人都可以通过最少的设置轻松运行或体验这些东西。

3、使用方法

你可以直接在 script 标签中包含这个库的 URL 地址，或者使用构建工具从 npm 中导入它。

3.1 使用script标签

Handtrack.js 的最小化 js 文件目前托管在 jsdelivr 上，jsdelivr 是一个免费的开源 CDN，让你可以在 Web 应用程序中包含任何的 npm包。

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/handtrackjs/dist/handtrack.min.js"> </script>

<img id="img" src="hand.jpg"/> 
<canvas id="canvas" class="border"></canvas>

将上面的 script 标签添加到 html 页面后，就可以使用 handTrack 变量引用 handtrack.js ，如下所示：

<script>
 const img = document.getElementById('img'); 
 const canvas = document.getElementById('canvas');
 const context = canvas.getContext('2d');
 
 // Load the model.
 handTrack.load().then(model => {
 model.detect(img).then(predictions => {
  console.log('Predictions: ', predictions); 
 });
 });
</script>

上面的代码段将打印出通过 img 标签传入的图像的预测边框，如果换了视频或通过摄像头提交图像帧，那么就可以“跟踪”在每一帧中出现的手。

3.2 使用 NPM

你可以使用以下命令将 handtrack.js 作为 npm 包来安装：

npm install --save handtrackjs

然后，你就可以在web应用程序中导入和使用它的示例：

import * as handTrack from 'handtrackjs';

const img = document.getElementById('img');

// Load the model.
handTrack.load().then(model => {
 // detect objects in the image.
 console.log("model loaded")
 model.detect(img).then(predictions => {
 console.log('Predictions: ', predictions); 
 });
});

3.3 Handtrack.js 的 API

Handtrack.js 提供了2个主要的方法， load() 方法和 detect() 方法，分别用于加载手部检测模型和获取预测结果。

load() 方法：接收一个可选的模型参数，返回一个模型对象，通过该可选模型参数来允许用户控制模型的性能：

const modelParams = {
 flipHorizontal: true, // flip e.g for video 
 imageScaleFactor: 0.7, // reduce input image size for gains in speed.
 maxNumBoxes: 20,  // maximum number of boxes to detect
 iouThreshold: 0.5,  // ioU threshold for non-max suppression
 scoreThreshold: 0.79, // confidence threshold for predictions.
}

handTrack.load(modelParams).then(model => {

});

detect() 方法 ：接收一个输入源参数(可以是img、video或canvas对象)，返回图像中手部位置的边框预测结果：

一个带有类名和置信度的边框数组。

model.detect(img).then(predictions => { 
  
});

预测结果格式如下：

[{
 bbox: [x, y, width, height],
 class: "hand",
 score: 0.8380282521247864
}, {
 bbox: [x, y, width, height],
 class: "hand",
 score: 0.74644153267145157
}]

Handtrack.js 还提供了其他的方法：

•  model.getFPS() : 获取FPS，即每秒检测次数；
• model.renderPredictions(predictions, canvas, context, mediasource) : 在指定的画布上绘制边框（和源图像）。其中 predictions 是 detect() 方法的结果数组。 canvas 是对渲染 predictions 的 html canvas 对象的引用， context 是canvas 2D上下文对象， mediasource 是对 predictions 中使用的输入帧(img、视频、canvas等)的引用(首先渲染它，并在其上绘制边框)。
• model.getModelParameters() : 返回模型参数；
• model.setModelParameters(modelParams) : 更新模型参数；
• dispose() : 删除模型实例；
• startVideo(video) : 在给定的视频元素上启动摄像头视频流。返回一个 promise ，可用于验证用户是否提供了视频权限的；
• stopVideo(video) : 停止视频流；

4、下一步 计算消耗大，这主要是因为在预测边界框时需要进行神经网络操作，这是后续需要改进和优化的一个点； 跨帧跟踪ID：实现在每个对象进入一帧时为其分配 ID 并持续跟踪； 添加一些离散的姿势：例如，不只是手，而是检测张开的手、拳）。

5、参考资料

Handtrack.js库的源代码： https://github.com/victordibi...

线上Demo： https://victordibia.github.io...

Egohands数据集： http://vision.soic.indiana.ed...

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