降低背景干擾的手勢判斷方法及其裝置制造方法
【專利摘要】一種降低背景干擾的手勢判斷方法，該方法包括下列步驟：首先，依次獲取多個圖像；接著，計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得物體在不同時間的移動向量；而后，確定每一個所述圖像中物體的平均亮度；接著，根據(jù)每一個所述圖像中物體的平均亮度分別調(diào)整至少一物體在不同時間的移動向量的大小。本發(fā)明也提供一種采用上述方法的手勢判斷裝置。
【專利說明】降低背景干擾的手勢判斷方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種手勢判斷方法及其裝置，且特別是有關(guān)于一種可降低背景干擾的手勢判斷方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1A-圖1E為使用者的手勢由左往右揮動的連續(xù)示意圖，而圖1F則為圖1A-圖1E的物體重心連續(xù)移動的軌跡示意圖。請先參考圖1A，首先使用者的手部尚未移動，而由圖1A的圖像Il可隱約看到使用者的身體作為背景圖像。接著，由圖1B-圖1D可發(fā)現(xiàn)使用者的手部圖像由左側(cè)往右側(cè)移動時，其手部先是逐漸變大又變亮后又逐漸變小并變暗，最后又恢復(fù)成以使用者的身體作為背景圖像。
[0003]一般來說，計算物體的位置時通常是根據(jù)物體的平均亮度值進行物體重心位置P1-P7的計算，并計算出不同時間下的移動向量V1-V6。然而由圖1A-圖1E可發(fā)現(xiàn)，圖像獲取單元所獲取的圖像11-15中具有背景亮度時(意即:背景圖像)，因此在手部揮動之前及手部揮動過后，其物體重心位置便容易落在同一點上，如圖1F所繪示的物體重心P1、P7。如此一來，圖1A-圖1E所形成的軌跡便會如圖1F所繪示的類似于畫圓的軌跡，其中由于圖1A與圖1E皆無使用者手部的圖像，因此其最后的重心位置便容易落回相同的重心位置，意即如圖1F所繪示的位移量Δχ=0的情況。
[0004]換言之，使用者的手部若是由左向右揮動時，其所產(chǎn)生的物體重心位置Ρ1-Ρ7便會呈現(xiàn)如圖1F所繪示的軌跡，其中由于位移量Λ χ=0，因此處理器便可能判斷使用者的手勢是畫圓的動作而產(chǎn)生誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種手勢判斷方法，其可借由物體圖像的亮度或尺寸而調(diào)整移動向量，借此降低背景干擾，而具有較佳的手勢判斷表現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明另提供一種手勢判斷裝置，其可采用上述的方式，而具有較佳的手勢判斷表現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進一步的了解。
[0008]為達(dá)上述的一個或部份或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提出一種降低背景干擾的手勢判斷方法，其包括下列步驟。首先，依次獲取多個圖像。接著，計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得物體在不同時間下的移動向量。而后，確定每一個所述圖像中物體的平均亮度。接著，根據(jù)每一個所述圖像中物體的平均亮度分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
[0009]在本發(fā)明的實施例中，調(diào)整移動向量的大小與每一個所述圖像中物體的平均亮度呈正相關(guān)。在本發(fā)明的實施例中，每一個所述圖像中物體的平均亮度越大，則調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小的比重就越重。在本發(fā)明的實施例中，比重為多項式關(guān)系O[0010]在本發(fā)明的實施例中，每一個所述圖像至少包括一背景圖像或一物體圖像。在本發(fā)明的實施例中，每一個所述圖像中物體的位置為背景圖像或物體圖像至少一者的重心位置。
[0011]在本發(fā)明的實施例中，上述方法更包括下列步驟。首先，確定每一個所述圖像中物體的平均大小。接著，根據(jù)每一個所述圖像中物體的平均亮度以及平均大小分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
[0012]在本發(fā)明的實施例中，上述方法更包括根據(jù)分別調(diào)整后的至少一物體在不同時間下的移動向量的大小，獲得物體的移動軌跡。
[0013]本發(fā)明的一實施例另提出一種降低背景干擾的手勢判斷方法，其包括下列步驟。首先，依次獲取多個圖像。接著，計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得物體在不同時間下的移動向量。而后，確定每一個所述圖像中物體的平均大小。接著，根據(jù)每一個所述圖像中物體的平均大小分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
[0014]本發(fā)明的一實施例又提出一種降低背景干擾的手勢判斷方法，其包括下列步驟。首先，依次獲取多個圖像。接著，計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得物體在不同時間下的移動向量。而后，確定每一個所述圖像中物體的距離。接著，根據(jù)每一個所述圖像中物體的距離分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
[0015]在本發(fā)明的實施例中，確定每一個所述圖像中物體的距離的方式包括利用測距系統(tǒng)測量物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置的距離。
[0016]本發(fā)明的一實施例更提出一種手勢判斷裝置，其包括圖像獲取單元以及處理單元。圖像獲取單元依次獲取多個圖像。處理單元適于進行以下步驟。首先，計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得物體在不同時間下的移動向量。之后，根據(jù)每一個所述圖像中物體的平均亮度或平均大小或物體形狀等信息的至少一者分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
[0017]基于上述，本發(fā)明的手勢判斷方法及其裝置可利用不同時間下物體的平均亮度分別調(diào)整不同時間下的移動向量，借此避免手勢判斷機制產(chǎn)生誤判的情況。另外，本發(fā)明也可利用不同時間下物體的平均大小或形狀分別調(diào)整不同時間下的移動向量，達(dá)到上述的目的。此外，本發(fā)明也可利用物體距離圖像獲取裝置的遠(yuǎn)近，作為調(diào)整不同時間下的移動向量的權(quán)重，也可避免手勢判斷機制產(chǎn)生誤判的情況。
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1A-圖1E為使用者的手勢由左往右揮動的連續(xù)示意圖；
[0020]圖1F則為圖1A-圖1E的物體重心連續(xù)移動的軌跡示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的一實施例的手勢判斷裝置的示意圖；
[0022]圖3為根據(jù)物體圖像的平均亮度而調(diào)整圖1F的移動向量后所產(chǎn)生的重心連續(xù)移動的軌跡示意圖；
[0023]圖4為根據(jù)物體圖像的尺寸大小而調(diào)整圖1F的移動向量后所產(chǎn)生的重心連續(xù)移動的軌跡示意圖；[0024]圖5為本發(fā)明另一實施例的手勢判斷裝置的示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明
[0026]200:手勢判斷裝置
[0027]210:圖像獲取單元
[0028]220:處理單元
[0029]230:發(fā)光元件
[0030]500:手勢判斷裝置
[0031]510:測距系統(tǒng)
[0032]L1:光束
[0033]P1-P7:重心位置
[0034]V1-V6:移動向量
[0035]V21-V26:移動向量
[0036]P21-P27:重心位置
[0037]V31-V36:移動向量
[0038]P31-P37:重心位置
[0039]11-15:圖像
[0040]Δχ:位移量。
【具體實施方式】
[0041]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。
[0042]圖2為本發(fā)明的一實施例的手勢判斷裝置的示意圖。請參考圖2，本實施例的手勢判斷裝置200包括圖像獲取單元210以及處理單元220。圖像獲取單元210可以是互補式金氧半(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)圖像傳感器或電荷稱合兀件(Charge-coupled Device, CO))圖像傳感器,其中圖像獲取單元210適于依次獲取多個圖像。具體來說，本實施例的手勢判斷裝置200可包括發(fā)光元件230，其中發(fā)光元件230適于提供光束LI，如此一來，當(dāng)物體(如:人體的手部)靠近手勢判斷裝置200時，圖像獲取單元210便可接收被物體所反射的光束LI，進而可依次獲取具有物體移動的多個圖像，如前述圖1A-圖1E所繪示的手部移動圖像11-15。在本實施例中，發(fā)光元件230的光束LI是以紅外光作為實施范例，但不限于此，發(fā)光元件230也可提供其他不可見光的波段的光束LI。實務(wù)上，為了可獲取物體反射光束LI的圖像，圖像獲取單元210也需使用可檢測光束LI的波段圖像傳感器。
[0043]請繼續(xù)參考圖2，本實施例的處理單元220可以是采用數(shù)位信號處理器(DigitalSignal Processor, DSP)或是其他適當(dāng)?shù)奶幚砥鬟M行圖像處理與分析,其中處理單元220適于接收圖像獲取單元210所獲取的多個圖像并進行后續(xù)的處理及運算。具體來說，處理單元220通常會先分別計算出每一個所述圖像中物體(例如:逐漸靠近/遠(yuǎn)離圖像獲取單元210的手部)的位置，借此獲得物體在不同時間下的移動向量V1-V6，如前述圖1F所繪示的物體的重心位置P1-P7及根據(jù)重心位置P1-P7所計算出的移動向量V1-V6。
[0044]—般計算物體的位置時，通常是根據(jù)物體的平均亮度值進行物體重心位置P1-P7的計算，并計算出不同時間下的移動向量V1-V6，然而圖像獲取單元210所獲取的圖像若具有背景亮度時(意即:圖像獲取單元210所獲取的圖像至少包括一背景圖像時)，在手部揮動的前及手部揮動過后，其物體重心位置的便容易落在同一點上，如圖1F所繪示的物體重心位置P1、P7及位移量ΛΧ=0。也就是說，使用者的手部由左向右揮動的物體重心位置Ρ1-Ρ7便會呈現(xiàn)如圖1F所繪示的軌跡，其中由于位移量Λ χ=0，因此處理單元220便可能判斷使用者的手勢是畫圓的動作而產(chǎn)生誤判。本實施例為了避免前述所產(chǎn)生誤判的情況發(fā)生，便加入權(quán)重的概念于移動向量上，借此產(chǎn)生新軌跡及物體重心位置，以下將進行較為詳細(xì)的說明。
[0045]一般來說，使用者進行手勢揮動時，手部的位置通常會相較于身體而更為靠近圖像獲取單元210，如此一來，手部的圖像亮度相較于背景的圖像亮度便會較亮，換言之，本實施例便可通過物體圖像的平均亮度值作為權(quán)重而調(diào)整前述的移動向量V1-V6，以獲得修正后的物體移動軌跡及根據(jù)調(diào)整后的移動向量V21-V26而獲得的重心位置Ρ21-Ρ27，如圖3所繪示。
[0046]在本實施例中，調(diào)整移動向量V21-V26的大小是與每一個所述圖像中物體的平均亮度呈正相關(guān)，其中物體的平均亮度越大，則調(diào)整物體在不同時間下的移動向量V21-V26的大小的比重就越重，而比重可以是多項式關(guān)系。具體來說，當(dāng)物體越亮?xí)r被調(diào)整的移動向量會較大，而當(dāng)物體越暗時被調(diào)整的移動向量便會較小，如此一來，對應(yīng)產(chǎn)生的新的物體重心位置Ρ21-Ρ27便會不同于原先的重心位置Ρ1-Ρ7，如圖1F與圖3所繪示。由圖3可知，當(dāng)使用者的手部是由左向右揮動時，由于物體重心位置Ρ21-Ρ27是經(jīng)過前述對移動向量的加權(quán)方式所獲得的，因此物體重心位置Ρ21-Ρ27的軌跡便會呈現(xiàn)圖3所繪示的軌跡，其中由于位移量ΛΧ>0，因此處理單元220便可判斷使用者的手勢是由左向右揮動。相反地，若位移量ΛΧ < O時，便可對應(yīng)地判斷使用者的手部是由右向左揮動。
[0047]需要說明的是，當(dāng)使用者的手部移動為旋轉(zhuǎn)手勢時，由于移動軌跡大致都會在同一平面上移動，因此物體的圖像亮度大致上都會是相同的，再者，旋轉(zhuǎn)的手勢相較于由左向右揮動或由右向左揮動的手勢不易發(fā)生忽然出現(xiàn)并靠近圖像獲取單元210又忽然離開并遠(yuǎn)離圖像獲取單元210的情況，因此本實施例以亮度作為權(quán)重而對移動向量進行加權(quán)，實質(zhì)上并不會影響到旋轉(zhuǎn)手勢的判斷。
[0048]值得一提的是，上述實施例是以物體圖像的平均亮度值調(diào)整移動向量V1-V6的權(quán)重作為實施范例。然而，在另一實施例中，也可根據(jù)物體圖像的尺寸大小而調(diào)整移動向量V1-V6的權(quán)重，如圖4所繪示的調(diào)整后的運動軌跡，以下將進行較為詳細(xì)的說明。
[0049]具體來說，當(dāng)使用者的手部由左向右揮動時，其通常會先靠近圖像獲取單元210后再離開圖像獲取單元210，因此，本實施例便可通過物體圖像的尺寸大小作為權(quán)重而調(diào)整前述的移動向量V1-V6，以獲得修正后的物體移動軌跡及根據(jù)調(diào)整后的移動向量V31-V36而獲得的重心位置Ρ31-Ρ37，如圖4所繪示。類似地，當(dāng)使用者的手部是由左向右揮動時，由于物體重心位置Ρ3 1-Ρ37是經(jīng)過前述利用物體圖像的尺寸大小對移動向量V1-V6的加權(quán)方式所獲得的，因此物體重心位置Ρ31-Ρ37的軌跡便會呈現(xiàn)圖4所繪示的軌跡，其中由于位移量ΛΧ>0，因此處理單元220便可判斷使用者的手勢是由左向右揮動。相反地，若位移fi Δχ < O時，便可對應(yīng)地判斷使用者的手部是由右向左揮動。
[0050]同樣地，當(dāng)使用者的手部移動為旋轉(zhuǎn)手勢時，由于移動軌跡大致都會在同一平面上移動，因此物體的圖像尺寸大致上都會是相同的，再者，旋轉(zhuǎn)的手勢相較于由左向右揮動或由右向左揮動的手勢不易發(fā)生忽然出現(xiàn)并靠近圖像獲取單元210又忽然離開并遠(yuǎn)離圖像獲取單元210的情況，因此本實施例以物體尺寸作為權(quán)重而對移動向量進行加權(quán)，實質(zhì)上并不會影響到旋轉(zhuǎn)手勢的判斷。值得一提的是，本實施例也可同時根據(jù)物體的平均亮度與尺寸大小作為調(diào)整移動向量V1-V6的權(quán)重。
[0051]圖5為本發(fā)明另一實施例的手勢判斷裝置的示意圖。請參考圖5，本實施例的手勢判斷裝置500與前述的手勢判斷裝置200采用類似的概念，二者不同之處在于:本實施例的手勢判斷裝置500更包括測距系統(tǒng)510，其中測距系統(tǒng)510測量物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置210的距離，而處理單元220則可根據(jù)物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置210的距離而分別調(diào)整移動向量V1-V6的權(quán)重大小，以避免手勢判斷裝置500產(chǎn)生誤判的情況。其中，加權(quán)后的軌跡類似于前述的圖3與圖4所繪示，在此便不再贅述。
[0052]需要說明的是，當(dāng)使用者的手部移動為旋轉(zhuǎn)手勢時，由于移動軌跡大致都會在同一平面上移動，因此物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置210的距離大致上都會是相同的，再者，旋轉(zhuǎn)的手勢相較于由左向右揮動或由右向左揮動的手勢不易發(fā)生忽然出現(xiàn)并靠近圖像獲取單元210又忽然離開并遠(yuǎn)離圖像獲取單元210的情況，因此本實施例以物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置210的距離作為權(quán)重而對移動向量進行加權(quán)，實質(zhì)上并不會影響到旋轉(zhuǎn)手勢的判斷。
[0053]綜上所述，本發(fā)明的手勢判斷方法及其裝置至少具有以下優(yōu)點。首先，本發(fā)明可利用不同時間下物體的平均亮度分別調(diào)整不同時間下的移動向量，借此避免手勢判斷機制產(chǎn)生誤判的情況。另外，本發(fā)明也可利用不同時間下物體的平均大小或形狀分別調(diào)整不同時間下的移動向量，達(dá)到上述的目的。此外，本發(fā)明也可利用物體距離圖像獲取裝置的遠(yuǎn)近，作為調(diào)整不同時間下的移動向量的權(quán)重，也可避免手勢判斷機制產(chǎn)生誤判的情況。
[0054]以上所述的實施例，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即大多依本發(fā)明權(quán)利要求范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，都仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實施例或權(quán)利要求范圍不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋而使用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種降低背景干擾的手勢判斷方法，該方法包括: 依次獲取多個圖像； 計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得所述物體在不同時間下的移動向量； 確定每一個所述圖像中所述物體的平均亮度；以及 根據(jù)每一個所述圖像中所述物體的平均亮度分別調(diào)整至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述移動向量的大小與每一個所述圖像中所述物體的平均亮度呈正相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中每一個所述圖像中所述物體的平均亮度越大，則將所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小的比重調(diào)整為越重。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述比重為多項式關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每一個所述圖像至少包括背景圖像或物體圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中每一個所述圖像中所述物體的位置為所述背景圖像或所述物體圖像中的至少一者的重心位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括: 確定每一個所述圖像中所述物體的平均大小；以及 根據(jù)每一個所述圖像中所述物體的平均亮度以及平均大小分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括: 根據(jù)分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小，獲得所述物體的移動軌跡。
9.一種降低背景干擾的手勢判斷方法，該方法包括: 依次獲取多個圖像； 計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得所述物體在不同時間下的移動向量； 確定每一個所述圖像中所述物體的平均大小；以及 根據(jù)每一個所述圖像中所述物體的平均大小分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中調(diào)整所述移動向量的大小與每一個所述圖像中所述物體的平均大小呈正相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中每一個所述圖像中所述物體的平均大小越大，則將所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小的比重調(diào)整為越重。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述比重為多項式關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中每一個所述圖像至少包括背景圖像或物體圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中每一個所述圖像中所述物體的位置為所述背景圖像或所述物體圖像中的至少一者的重心位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括: 根據(jù)分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小， 獲得所述物體的移動軌跡。
16.一種降低背景干擾的手勢判斷方法，該方法包括:依次獲取多個圖像； 計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得所述物體在不同時間下的移動向量； 確定每一個所述圖像中所述物體的距離；以及 根據(jù)每一個所述圖像中所述物體的距離分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中確定每一個所述圖像中所述物體的距離的方式包括: 利用測距系統(tǒng)測量所述物體在不同時間下相對于圖像獲取裝置的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中調(diào)整所述移動向量的大小與每一個所述圖像中所述物體的距離呈負(fù)相關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中每一個所述圖像中所述物體的距離越小，則將所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小的比重調(diào)整為越重。
20.一種手勢判斷裝置，該手勢判斷裝置包括: 圖像獲取單元，依次獲取多個圖像；以及 處理單元，適于執(zhí)行以下步驟: 計算出每一個所述圖像中物體的位置，以獲得所述物體在不同時間 下的移動向量； 根據(jù)每一個所述圖像中所述物體的平均亮度或平均大小中的至少一 者分別調(diào)整所述至少一物體在不同時間下的移動向量的大小。
【文檔編號】G06K9/00GK103577799SQ201210348060
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】黃昱豪, 高銘璨, 黃森煌 申請人:原相科技股份有限公司