Aprendizagem profunda para reconhecimento de gestos da mão usando imagens e esqueletos com aplicações em Libras
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3784 |
Resumo: | In this work we present methodologies based on Deep Learning for the recognition of static and dynamic gestures of the hand, with applications in signs of Libras (Brazilian Sign Language). Through data captured by the Leap Motion device, including both images and skeletons of the palm, we evaluated several architectures of Neural Networks to recognize gestures, with emphasis on signs of Libras. The methodologies can be described in three stages. In the first one, we sought to recognize static gestures (poses) using multilayer perceptron networks (MLP) for skeletal data, convolutional networks (CNN) for images, and multiple input networks using both types of information. In the second, we individually classify gestures that include motion, and for this we include recurrent Long Short-Term Memory (LSTM) layers in our architectures. To make the process even more precise, we apply Learning Transfer to the convolutional blocks, bringing the previously trained parameters with the static poses into the network designed for the dynamic gestures, and evaluate the result with and without the transfer. Finally, we present a new algorithm that allows us to recognize online the same dynamic gestures from the previous step, but executed sequentially, without pauses, and without having information about the beginning and end of the execution of each gesture. |
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Aprendizagem profunda para reconhecimento de gestos da mão usando imagens e esqueletos com aplicações em LibrasDeep learning for hand gestures recognition using images and skeletons with Libras applicationsMatemática – Estudo e ensinoLíngua brasileira de sinaisRedes neuraisReconhecimento de gestosMathematics - Study and teachingBrazilian Sign LanguageNeural networksGesture recognitionLeap motionCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICAIn this work we present methodologies based on Deep Learning for the recognition of static and dynamic gestures of the hand, with applications in signs of Libras (Brazilian Sign Language). Through data captured by the Leap Motion device, including both images and skeletons of the palm, we evaluated several architectures of Neural Networks to recognize gestures, with emphasis on signs of Libras. The methodologies can be described in three stages. In the first one, we sought to recognize static gestures (poses) using multilayer perceptron networks (MLP) for skeletal data, convolutional networks (CNN) for images, and multiple input networks using both types of information. In the second, we individually classify gestures that include motion, and for this we include recurrent Long Short-Term Memory (LSTM) layers in our architectures. To make the process even more precise, we apply Learning Transfer to the convolutional blocks, bringing the previously trained parameters with the static poses into the network designed for the dynamic gestures, and evaluate the result with and without the transfer. Finally, we present a new algorithm that allows us to recognize online the same dynamic gestures from the previous step, but executed sequentially, without pauses, and without having information about the beginning and end of the execution of each gesture.Neste trabalho apresentamos metodologias baseadas em Aprendizagem Profunda (Deep Learning) para reconhecimento de gestos estáticos e dinâmicos da mão, com aplicações em sinais de Libras. Através de dados capturados pelo dispositivo Leap Motion, incluindo tanto imagens quanto esqueletos da palma da mão, avaliamos diversas arquiteturas de Redes Neurais para reconhecer gestos, com ênfase em sinais de Libras. As metodologias podem ser descritas em três etapas. Na primeira, buscamos reconhecer os gestos estáticos (poses) usando redes perceptron multicamadas (MLP) para os dados do esqueleto, redes convolucionais (CNN) para as imagens, e redes de múltiplas entradas, utilizando ambos os tipos de informação. Na segunda, classificamos individualmente gestos que incluam movimento, e para tanto incluímos camadas recorrentes Long Short-Term Memory (LSTM) em nossas arquiteturas. Para tornar o processo ainda mais preciso, aplicamos Transferência de Aprendizado nos blocos convolucionais, trazendo os parâmetros já treinados com as poses estáticas para dentro da rede projetada para os gestos dinâmicos, e avaliamos o resultado com e sem a transferência. Por fim, apresentamos um novo algoritmo que nos permita reconhecer online os mesmos gestos dinâmicos da etapa anterior, mas executados de forma sequencial, sem pausas, e sem ter informação sobre o início e final da execução de cada gesto.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em MatemáticaUFALVieira, Thales Miranda de Almeidahttp://lattes.cnpq.br/8181104476035846Silva, Adelailson Peixoto dahttp://lattes.cnpq.br/3899898023629349Morera, Dimas Martinezhttp://lattes.cnpq.br/9474423287192932Vieira, Tiago Figueiredohttp://lattes.cnpq.br/8601011832053651Voigt, Johann Felipe2019-01-29T14:58:30Z2019-01-282019-01-29T14:58:30Z2018-12-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVOIGT, Johann Felipe. Aprendizagem profunda para reconhecimento de gestos da mão usando imagens e esqueletos com aplicações em Libras. 2018. 92 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) – Instituto de Matemática, Programa de Pós Graduação em Matemática, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3784porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2019-12-04T20:03:21Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/3784Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2019-12-04T20:03:21Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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