Opencv小项目——手势数字刷TIKTOK

写在前面：

很久没更新了，之前的实习的记录也算是烂尾了，但是好在自己的实习记录还是有的，最近也忙碌了很多，终于放假了，今天下午正好没事，闲来无事就随便做个小玩意吧。
思来想去，就做个手势识别，再通过识别的数字来控制电脑端口的抖音，话不多说，让我们直接进入正题。

思路

导入库：
- 导入需要的库，包括 cv2（OpenCV），math，mediapipe，pyautogui，time，webbrowser。
打开抖音网站：
- 使用 webbrowser.open 打开抖音网站，即函数 open_website()。
定义二维向量的角度计算函数：
- vector_2d_angle 函数接收两个二维向量，计算它们之间的夹角。这个函数用于后续计算手指的角度。
获取手部关键点的角度列表：
- hand_angle 函数接收手部关键点坐标，通过 vector_2d_angle 计算大拇指、食指、中指、无名指和小拇指的角度，并返回一个角度列表。
根据角度确定手势：
- h_gesture 函数接收角度列表，根据预定义的阈值判断手势类型，返回相应的手势字符串。
执行键盘动作：
- perform_keyboard_action 函数接收手势字符串，根据手势执行相应的键盘动作。您可以根据需要添加更多手势和对应的键盘动作。
手势检测主循环：
- detect_and_control_keyboard 函数使用 mediapipe 检测手势。通过循环捕获摄像头图像，检测手部关键点，计算手势角度，执行相应的键盘动作，并在图像上显示手势。为了减缓循环速度，使用 time.sleep(0.1) 增加每次循环的间隔时间。
主程序入口：
- 在 __main__ 部分，首先打开抖音网站，然后等待一段时间（time.sleep(0.5)），最后开始手势检测主循环。

 if (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "0"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "1"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "2"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "3"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "4"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "5"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "6"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "8"

        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Pink Up"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Thumb Up"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Fuck"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Princess"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Bye"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Spider-Man"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Rock'n'Roll"

自己去探索吧！各种手势哦

代码

代码如下：

import cv2
import math
import mediapipe as mp
import pyautogui
import time
import webbrowser


def open_website():
    url = "https://www.douyin.com/"
    webbrowser.open(url)

def vector_2d_angle(v1, v2):
    # 求解二维向量的角度
    v1_x, v1_y = v1[0], v1[1]
    v2_x, v2_y = v2[0], v2[1]
    try:
        angle_ = math.degrees(math.acos((v1_x*v2_x + v1_y*v2_y) / (((v1_x**2 + v1_y**2)**0.5) * ((v2_x**2 + v2_y**2)**0.5))))
    except:
        angle_ = 65535.
    if angle_ > 180.:
        angle_ = 65535.
    return angle_

def hand_angle(hand_):
    # 获取对应手相关向量的二维角度，根据角度确定手势
    angle_list = []
    # ---------------------------- thumb 大拇指角度
    angle_ = vector_2d_angle(
        ((int(hand_[0][0]) - int(hand_[2][0])), (int(hand_[0][1]) - int(hand_[2][1]))),
        ((int(hand_[3][0]) - int(hand_[4][0])), (int(hand_[3][1]) - int(hand_[4][1])))
    )
    angle_list.append(angle_)
    # ---------------------------- index 食指角度
    angle_ = vector_2d_angle(
        ((int(hand_[0][0]) - int(hand_[6][0])), (int(hand_[0][1]) - int(hand_[6][1]))),
        ((int(hand_[7][0]) - int(hand_[8][0])), (int(hand_[7][1]) - int(hand_[8][1])))
    )
    angle_list.append(angle_)
    # ---------------------------- middle 中指角度
    angle_ = vector_2d_angle(
        ((int(hand_[0][0]) - int(hand_[10][0])), (int(hand_[0][1]) - int(hand_[10][1]))),
        ((int(hand_[11][0]) - int(hand_[12][0])), (int(hand_[11][1]) - int(hand_[12][1])))
    )
    angle_list.append(angle_)
    # ---------------------------- ring 无名指角度
    angle_ = vector_2d_angle(
        ((int(hand_[0][0]) - int(hand_[14][0])), (int(hand_[0][1]) - int(hand_[14][1]))),
        ((int(hand_[15][0]) - int(hand_[16][0])), (int(hand_[15][1]) - int(hand_[16][1])))
    )
    angle_list.append(angle_)
    # ---------------------------- pink 小拇指角度
    angle_ = vector_2d_angle(
        ((int(hand_[0][0]) - int(hand_[18][0])), (int(hand_[0][1]) - int(hand_[18][1]))),
        ((int(hand_[19][0]) - int(hand_[20][0])), (int(hand_[19][1]) - int(hand_[20][1])))
    )
    angle_list.append(angle_)
    return angle_list

def h_gesture(angle_list):
    # 二维约束的方法定义手势
    thr_angle = 65.  # 手指闭合则大于这个值（大拇指除外）
    thr_angle_thumb = 53.  # 大拇指闭合则大于这个值
    thr_angle_s = 49.  # 手指张开则小于这个值
    gesture_str = "Unknown"
    if 65535. not in angle_list:
        if (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "0"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "1"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "2"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "3"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "4"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "5"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "6"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "8"

        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Pink Up"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Thumb Up"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Fuck"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] > thr_angle) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] < thr_angle_s) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Princess"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] < thr_angle_s) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] > thr_angle):
            gesture_str = "Bye"
        elif (angle_list[0] < thr_angle_s) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Spider-Man"
        elif (angle_list[0] > thr_angle_thumb) and (angle_list[1] < thr_angle_s) and (angle_list[2] > thr_angle) and (angle_list[3] > thr_angle) and (angle_list[4] < thr_angle_s):
            gesture_str = "Rock'n'Roll"

    return gesture_str

def perform_keyboard_action(gesture_str):
    if gesture_str == "0":
        pyautogui.press('Space')
    if gesture_str == "1":
        pyautogui.press('Up')
    elif gesture_str == "2":
        pyautogui.press('down')
    elif gesture_str == "3":
        pyautogui.press("Z")
    elif gesture_str == "4":
        pyautogui.press("X")
    elif gesture_str == "5":
        pyautogui.hotkey('ctrl', 'w')
    elif gesture_str == "Fuck":
        pyautogui.keyDown('esc')
    # Add more gestures and corresponding keyboard actions if needed

def detect_and_control_keyboard():
    mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils
    mp_hands = mp.solutions.hands
    hands = mp_hands.Hands(
        static_image_mode=False,
        max_num_hands=1,
        min_detection_confidence=0.75,
        min_tracking_confidence=0.75)
    cap = cv2.VideoCapture(0)

    while True:
        ret, frame = cap.read()
        frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
        frame = cv2.flip(frame, 1)
        results = hands.process(frame)
        frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_RGB2BGR)

        if results.multi_hand_landmarks:
            for hand_landmarks in results.multi_hand_landmarks:
                mp_drawing.draw_landmarks(frame, hand_landmarks, mp_hands.HAND_CONNECTIONS)
                hand_local = []
                for i in range(21):
                    x = hand_landmarks.landmark[i].x * frame.shape[1]
                    y = hand_landmarks.landmark[i].y * frame.shape[0]
                    hand_local.append((x, y))
                if hand_local:
                    angle_list = hand_angle(hand_local)
                    gesture_str = h_gesture(angle_list)
                    print(gesture_str)
                    cv2.putText(frame, gesture_str, (50, 100), 0, 1.3, (0, 0, 255), 2)

                    # Perform keyboard action based on gesture
                    perform_keyboard_action(gesture_str)

        cv2.imshow('MediaPipe Hands', frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27:
            break

        time.sleep(0.1)

    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == '__main__':
    open_website()  # Open Douyin in Microsoft Edge
    time.sleep(0.5)  # Give some time for the browser to open before starting hand gesture detection
    detect_and_control_keyboard()