專利名稱：一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)，具體涉及一種多目標(biāo)分離的手勢(shì)遙控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在人機(jī)界面技術(shù)上花費(fèi)了很多力氣，包括好用的老式紅外遙控器、鼠標(biāo)、鍵盤、游戲機(jī)手柄、軌跡球、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置，以及安裝加速器的魔力棒等等。最近幾年，手勢(shì)遙控成為了電視市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)。在2012年全球消費(fèi)電子展上，很多電視廠商推出了手勢(shì)識(shí)別等創(chuàng)新的電視遙控功能，外界預(yù)言，手勢(shì)將逐漸取代傳統(tǒng)的電視遙控器。不過，這些創(chuàng)新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用方面還面臨一些障礙，需要進(jìn)行進(jìn)一步的改
盡
口 ο其中，多目標(biāo)分離是手勢(shì)遙控面臨的一大問題，多目標(biāo)分離是指能夠分辨出同時(shí)操作的多個(gè)手勢(shì)，以便于多用戶同時(shí)操作電視。電視機(jī)一般作為客廳娛樂的中心，因此不像手機(jī)、平板電腦那樣僅由單個(gè)用戶使用，而是由多個(gè)家庭成員同時(shí)使用。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行手勢(shì)操作時(shí)，如何區(qū)分多個(gè)用戶的手勢(shì)動(dòng)作，并確定手勢(shì)遙控命令的來源成為難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)，旨在在識(shí)別多個(gè)用戶的手勢(shì)動(dòng)作的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分離。本發(fā)明的內(nèi)容為:
一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)，用于對(duì)視頻播放設(shè)備(I)進(jìn)行遙控，其特征在于，包括:
多個(gè)可佩戴在視頻播放設(shè)備的觀眾手指上的發(fā)光元件(31，32，33)，其中不同發(fā)光元件發(fā)出不同顏色的光，并且多個(gè)觀眾中的每一個(gè)佩戴其中一種顏色的發(fā)光元件；
攝像頭(2)，用于同時(shí)對(duì)視頻播放設(shè)備的多個(gè)觀眾的手部動(dòng)作進(jìn)行拍攝，獲取手部動(dòng)作視頻流；
圖像分析單元，用于對(duì)攝像頭獲取的手部動(dòng)作視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)出現(xiàn)在連續(xù)視頻幀中的多個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行跟蹤，從而提取出每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡以及與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息；
手勢(shì)軌跡預(yù)處理單元，將圖像分析單元提取出的每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化后的多個(gè)手勢(shì)軌跡；
手勢(shì)置信度判定單元，將所述歸一化后的多個(gè)手勢(shì)軌跡分別與預(yù)先存儲(chǔ)在手勢(shì)模板庫中的模板進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配程度判定各個(gè)觀眾的手勢(shì)動(dòng)作是否為有效的手勢(shì)命令，其中，當(dāng)手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中的某一個(gè)模板匹配程度大于閾值時(shí)，則判定該手勢(shì)軌跡為與該模板相應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡；
手勢(shì)命令裁定單元，當(dāng)僅一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，手勢(shì)命令裁定單元將該有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元；當(dāng)多于一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡同時(shí)被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，手勢(shì)命令裁定單元根據(jù)與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息，參考預(yù)先確定的優(yōu)先級(jí)，將具有最高優(yōu)先級(jí)顏色信息的有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元；
控制單元，將從手勢(shì)命令裁定單元接收的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制指令，用于控制視頻播放設(shè)備。本發(fā)明提出的技術(shù)方案的有益效果將通過以下實(shí)施例的闡述而得到詳盡的體現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明提出的手勢(shì)遙控系統(tǒng)的整體示意圖。圖2是手勢(shì)遙控系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，攝像頭2 同時(shí)對(duì)視頻播放設(shè)備I的多個(gè)觀眾的手部動(dòng)作進(jìn)行拍攝，獲取手部動(dòng)作視頻流，通過對(duì)視頻流中各發(fā)光元件31，32，33的發(fā)光軌跡進(jìn)行跟蹤，可以提取用戶的手勢(shì)軌跡。多個(gè)用戶的手指上分別佩戴有發(fā)光元件31，32，33。其中，不同發(fā)光元件發(fā)出不同顏色的光，并且不同的觀眾佩戴不同顏色的發(fā)光元件。例如，發(fā)光元件31可以為紅色(R)，發(fā)光元件32可以為綠色(G)，發(fā)光元件33可以為藍(lán)色(B)。其中，發(fā)光元件的數(shù)量和顏色僅為示例，可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)其他顏色的發(fā)光元件。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光元件31，32，33的發(fā)光源可以是自發(fā)光LED器件，采用紐扣電池供電?？梢栽诎l(fā)光元件上設(shè)置按鈕開關(guān)，只有在進(jìn)行手勢(shì)操作的狀態(tài)下，才按下開關(guān)從而點(diǎn)亮發(fā)光元件。在手勢(shì)遙控過程中，可能需要做出非連續(xù)的手勢(shì)軌跡，才能輸入有效的手勢(shì)命令。比如，形為“ X ”的手勢(shì)意味著“關(guān)閉”命令，由于“ X ”是非連續(xù)軌跡，因此，在作出這一手勢(shì)輸入時(shí)，觀眾需要通過控制開關(guān)來間斷地點(diǎn)亮LED，從而準(zhǔn)確地輸入“關(guān)閉”命令。通過控制發(fā)光元件的點(diǎn)亮來輸入手勢(shì)命令，可以避免觀眾無意識(shí)的手部動(dòng)作造成誤操作。請(qǐng)參閱圖2。手勢(shì)遙控系統(tǒng)的圖像分析單元用于對(duì)攝像頭2獲取的手部動(dòng)作視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)出現(xiàn)在連續(xù)視頻幀中的多個(gè)發(fā)光元件31，32，33進(jìn)行跟蹤，從而提取出每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡以及與該手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息。手勢(shì)軌跡預(yù)處理單元將圖像分析單元提取出的每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化后的多個(gè)手勢(shì)軌跡。由于每個(gè)觀眾的動(dòng)作幅度不一致，或者距離攝像頭的遠(yuǎn)近不同，圖像分析單元從視頻幀中提取出的手勢(shì)軌跡可能大小不一，因此，在進(jìn)行后續(xù)的圖像匹配處理之前，首先要對(duì)圖像分析單元提取的手勢(shì)軌跡進(jìn)行縮放處理，將原始手勢(shì)軌跡歸一化為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。手勢(shì)置信度判定單元包括手勢(shì)模板庫，在手勢(shì)模板庫中存儲(chǔ)了多個(gè)與手勢(shì)遙控命令相對(duì)應(yīng)的手勢(shì)模板。作為示例，模板“ X ”對(duì)應(yīng)于“關(guān)閉”命令，模板“〇”對(duì)應(yīng)于“確定”命令，模板“Δ”對(duì)應(yīng)于“取消”命令。手勢(shì)置信度判定單元將手勢(shì)軌跡預(yù)處理單元?dú)w一化后的手勢(shì)軌跡，與手勢(shì)模板庫中的模板進(jìn)行一一匹配，根據(jù)匹配程度判定各個(gè)觀眾的手勢(shì)動(dòng)作是否為有效的手勢(shì)命令。其中，當(dāng)歸一化的手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中的某一個(gè)模板匹配的程度大于閾值時(shí)，則判定該手勢(shì)軌跡為與該模板相應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡。當(dāng)手勢(shì)軌跡與各個(gè)模板的匹配程度均低于閾值時(shí)，則該手勢(shì)軌跡被判定為無效手勢(shì)軌跡。如此，可進(jìn)一步消除由于用戶無意識(shí)的手部動(dòng)作而導(dǎo)致誤操作的問題。當(dāng)僅一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，手勢(shì)命令裁定單元將該有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元；當(dāng)多于一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡同時(shí)被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，則需要進(jìn)行多目標(biāo)分離處理。手勢(shì)命令裁定單元中保存有發(fā)光元件的各個(gè)不同顏色的優(yōu)先級(jí)信息，此時(shí)，根據(jù)與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息，參考該優(yōu)先級(jí)信息，將具有最高優(yōu)先級(jí)的顏色的有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元?？刂茊卧獙氖謩?shì)命令裁定單元接收的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制指令，比如，“關(guān)閉”、“確定”和“取消”等，用于控制視頻播放設(shè)備。在某些特殊情況下，一個(gè)手勢(shì)軌跡可能與手勢(shì)模板庫中的多個(gè)模板的匹配程度均大于閾值。通?？梢詫⒃撌謩?shì)軌跡確定為與 匹配程度最高的那個(gè)模板相對(duì)應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡，但是這種處理方式?jīng)]有考慮實(shí)際使用情況。例如，表示“確定”操作的“〇”和表示“取消”操作的“Λ”在實(shí)際操作中容易混淆，而且“確定”操作的使用次數(shù)通常要遠(yuǎn)大于“取消”操作，當(dāng)觀眾輸入的手勢(shì)軌跡與模板“〇”和模板“Λ”的匹配程度均大于閾值時(shí)，如果僅僅根據(jù)匹配程度的高低來確定觀眾的實(shí)際操作意圖是不科學(xué)的?？梢砸胗^眾的歷史操作信息來增強(qiáng)有效手勢(shì)軌跡的判定。為此，手勢(shì)置信度判定單元還包括手勢(shì)計(jì)數(shù)單元和計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)單元，手勢(shì)計(jì)數(shù)單元對(duì)預(yù)定使用周期內(nèi)出現(xiàn)的有效手勢(shì)軌跡所匹配的各個(gè)模板次數(shù)分別進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。手勢(shì)軌跡如果與某個(gè)模板匹配程度大于閾值，則該模板的計(jì)數(shù)值自動(dòng)加1，計(jì)數(shù)值保存在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)單元中。其中，該預(yù)定使用周期可以由用戶進(jìn)行設(shè)定，比如一周、一個(gè)月或半年等。當(dāng)觀眾的手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中多個(gè)模板的匹配程度均大于閾值時(shí)，手勢(shì)置信度判定單元將該觀眾的手勢(shì)軌跡判定為與所述多個(gè)模板中具有最高計(jì)數(shù)值的模板相對(duì)應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡。在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)模板的計(jì)數(shù)值在出廠時(shí)可以設(shè)定一個(gè)初始值，例如模板“O”的計(jì)數(shù)值可以大于模板“Λ”的計(jì)數(shù)值。此外，手勢(shì)置信度判定單元在將手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中的模板進(jìn)行匹配時(shí)，也可以根據(jù)模板計(jì)數(shù)值，按照從高到低的模板順序進(jìn)行匹配。如此可以縮短手勢(shì)置信度的判定時(shí)間，提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性。以上利用具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)，用于對(duì)視頻播放設(shè)備(I)進(jìn)行遙控，其特征在于，包括: 多個(gè)可佩戴在視頻播放設(shè)備的觀眾手指上的發(fā)光元件(31，32，33)，其中不同發(fā)光元件發(fā)出不同顏色的光，并且多個(gè)觀眾中的每一個(gè)佩戴其中一種顏色的發(fā)光元件； 攝像頭(2)，用于同時(shí)對(duì)視頻播放設(shè)備的多個(gè)觀眾的手部動(dòng)作進(jìn)行拍攝，獲取手部動(dòng)作視頻流； 圖像分析單元，用于對(duì)攝像頭獲取的手部動(dòng)作視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)出現(xiàn)在連續(xù)視頻幀中的多個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行跟蹤，從而提取出每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡以及與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息； 手勢(shì)軌跡預(yù)處理單元，將圖像分析單元提取出的每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化后的多個(gè)手勢(shì)軌跡； 手勢(shì)置信度判定單元，將所述歸一化后的多個(gè)手勢(shì)軌跡分別與預(yù)先存儲(chǔ)在手勢(shì)模板庫中的模板進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配程度判定各個(gè)觀眾的手勢(shì)動(dòng)作是否為有效的手勢(shì)命令，其中，當(dāng)手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中的某一個(gè)模板匹配程度大于閾值時(shí)，則判定該手勢(shì)軌跡為與該模板相應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡； 手勢(shì)命令裁定單元，當(dāng)僅一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，手勢(shì)命令裁定單元將該有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元；當(dāng)多于一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡同時(shí)被手勢(shì)置信度判定單元判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，手勢(shì)命令裁定單元根據(jù)與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息，參考預(yù)先確定的優(yōu)先級(jí)，將具有最高優(yōu)先級(jí)顏色信息的有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)傳送給控制單元； 控制單元，將從手勢(shì)命令裁定單元接收的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制指令，用于控制視頻播放設(shè)備。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，其中，手勢(shì)置信度判定單元還包括手勢(shì)計(jì)數(shù)單元和計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)單元，手勢(shì)計(jì)數(shù)單元對(duì)預(yù)定使用周期內(nèi)出現(xiàn)的有效手勢(shì)軌跡所匹配的各個(gè)模板次數(shù)分別進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，將模板計(jì)數(shù)值保存在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)單元中， 當(dāng)觀眾的手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中多個(gè)模板的匹配程度均大于閾值時(shí)，手勢(shì)置信度判定單元將該觀眾的手勢(shì)軌跡判定為與所述多個(gè)模板中具有最高計(jì)數(shù)值的模板相應(yīng)的有效手勢(shì)軌跡。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光元件上設(shè)置有按鈕開關(guān)，只有在進(jìn)行手勢(shì)操作的狀態(tài)下，才按下開關(guān)從而點(diǎn)亮發(fā)光元件。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，手勢(shì)置信度判定單元在將歸一化手勢(shì)軌跡與手勢(shì)模板庫中的模板進(jìn)行匹配時(shí)，根據(jù)所述模板計(jì)數(shù)值，可以按照從高到低的模板順序進(jìn)行匹配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手勢(shì)遙控系統(tǒng)，用于對(duì)視頻播放設(shè)備進(jìn)行遙控，其特征在于包括多個(gè)可佩戴在觀眾手指上的發(fā)光元件(31，32,33)，其中不同發(fā)光元件發(fā)出不同顏色的光，并且多個(gè)觀眾中的每一個(gè)佩戴其中一種顏色的發(fā)光元件；圖像分析單元對(duì)攝像頭(2)獲取的手部動(dòng)作視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)出現(xiàn)在連續(xù)視頻幀中的多個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行跟蹤，從而提取出每個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡以及與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息；當(dāng)多于一個(gè)觀眾的手勢(shì)軌跡同時(shí)被判定為有效手勢(shì)軌跡時(shí)，根據(jù)與手勢(shì)軌跡相關(guān)聯(lián)的顏色信息，將具有最高優(yōu)先級(jí)顏色信息的有效手勢(shì)軌跡作為輸出信號(hào)。由此，可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分離，提高手勢(shì)遙控系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G06F3/01GK103105928SQ201210531320
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
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