專利名稱：手勢識別方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人機交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手勢識別方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前對文件的操作，局限于鼠標(biāo)和鍵盤，這種操作方式在某些情況下極其不便，例如在演示場合，演講者有可能需要操作多個文件，可能需要最小化當(dāng)前程序，需要打開下一個文件并將該文件進行最大化操作來重點展示。當(dāng)前鼠標(biāo)和鍵盤的操作雖然已經(jīng)通過無線技術(shù)和人體工學(xué)技術(shù)變得越來越便捷，但是要求操作者在操作時還是依賴于鼠標(biāo)和鍵盤，而不能在任意位置舒適地進行人機交互。當(dāng)前，體感操作識別技術(shù)作為人類和計算機之間全新的交互方式，廣泛應(yīng)用于智能機器人、計算機、游戲機、手機、顯示器、自動控制系統(tǒng)等各種領(lǐng)域。而隨著多媒體技術(shù)的普及與發(fā)展，人們在對這種全新的人機交互技術(shù)進行著不懈的探索，使用手勢、肢體動作等直觀的方式完成人機交互，已成為一個技術(shù)熱點。但當(dāng)前的體感操作識別技術(shù)，無法較快捷有效地識別出操作者的手勢，以進行人機交互操作。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種手勢識別方法及裝置，通過將識別對象的運動軌跡映射到一個平面內(nèi)，快速準(zhǔn)確地捕獲到操控者的手勢。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種手勢識別方法，包括:S1、獲取識別對象的預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)；S2、對所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面；S3、提取包括每個采樣時刻的識別對象的三維數(shù)據(jù)在所述擬合操作平面上的投影點的投影軌跡，根據(jù)所述投影軌跡獲取拐彎點和所述拐彎點的參數(shù)；當(dāng)某投影點對應(yīng)的第一線段的延長線到該投影點對應(yīng)的第二線段的偏轉(zhuǎn)角度滿足預(yù)定條件，定義該投影點為拐彎點，其中，所述投影點對應(yīng)的第一線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的前一點所連形成的線段，所述投影點對應(yīng)的第二線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的后一點所連形成的線段；S4、當(dāng)所述拐彎點的參數(shù)滿足預(yù)先設(shè)定的指令判定條件，則執(zhí)行該預(yù)先設(shè)定的指令判定條件對應(yīng)的指令。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例、拐彎點的速度比例和相鄰拐彎點的速度比率；其中，所述拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一射線到第二射線的偏轉(zhuǎn)角度；
在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，對投影軌跡中該時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中該時間相鄰的前一拐彎點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；否則，對投影軌跡中投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由投影軌跡起點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點方向的射線為第二射線；否則，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由當(dāng)前拐彎點指向投影軌跡終點方向的射線為第二射線；所述拐彎點的位移比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段兩者中長度較大值與較小值的比值；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；否則，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到該時間相鄰的后一拐彎點之間的線段；否則，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間的線段；所述拐彎點的速度比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段的速度比例；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否貝U，根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從起點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡時間相鄰的后一拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點所經(jīng)歷的時間計算；所述相鄰拐彎點的速度比率為時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段的速度與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段的速度之比。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在30度到170度之間，且該拐彎點位移比例在1.5到2.5之間，則認(rèn)定該手勢為空中畫“ V ”，則判定執(zhí)行第一指令。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)還包括拐彎點的速度比例；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件還包括，所述拐彎點的速度比例在
0.7到1.5之間。優(yōu)選地，所述拐彎點的速度比例為1.3。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在-180度到-170度之間或170度到180度之間，且所述拐彎點的位移比例在1.5到2之間，則認(rèn)定手勢為空中擺手，執(zhí)行第二指令。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影軌跡包括兩個偏轉(zhuǎn)角度在100度到174度之間的拐彎點，并且時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段有一個交點，則認(rèn)定該手勢為空中畫“ X ”，則執(zhí)行第三指令。優(yōu)選地，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)還包括相鄰拐彎點的速度比率:所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件還包括，所述相鄰拐彎點的速度比率在0.7到1.5之間。優(yōu)選地，所述相鄰拐彎點的速度比率為1.3。本發(fā)明還公開了一種手勢識別裝置，其特征在于，包括:三維數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取識別對象的預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)；操作平面獲取模塊，用于對所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面；特征提取模塊，用于提取包括每個采樣時刻的識別對象的三維數(shù)據(jù)在所述擬合操作平面上的投影點的投影軌跡，根據(jù)所述投影軌跡獲取拐彎點和所述拐彎點的參數(shù)；當(dāng)某投影點對應(yīng)的第一線段的延長線到該投影點對應(yīng)的第二線段的偏轉(zhuǎn)角度滿足預(yù)定條件，定義該投影點為拐彎點，其中，所述投影點對應(yīng)的第一線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的前一點所連形成的線段，所述投影點對應(yīng)的第二線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的后一點所連形成的線段；特征匹配與執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述拐彎點的參數(shù)滿足預(yù)先設(shè)定的指令判定條件時，執(zhí)行該預(yù)先設(shè)定的指令判定條件對應(yīng)的指令。優(yōu)選地，所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例、拐彎點的速度比例和相鄰拐彎點的速度比率中一項或多項的組合；其中，所述拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一射線到第二射線之的偏轉(zhuǎn)角度；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，對投影軌跡中該時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中該時間相鄰的前一拐彎點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；否則，對投影軌跡中投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由投影軌跡起點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點方向的射線為第二射線；否則，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由當(dāng)前拐彎點指向投影軌跡終點方向的射線為第二射線；所述拐彎點的位移比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段兩者中長度較大值與較小值的比值；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；否則，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到該時間相鄰的后一拐彎點之間的線段；否則，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間的線段；所述拐彎點的速度比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段的速度比例；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否貝U，根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從起點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡時間相鄰的后一拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點所經(jīng)歷的時間計算；所述相鄰拐彎點的速度比率為時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段的速度與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段的速度之比。優(yōu)選地，所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；特征匹配與執(zhí)行模塊包括第一指令認(rèn)定單元，所述第一指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在30度到170度之間，且該拐彎點位移比例在1.5到
2.5之間時，認(rèn)定識別對象空中畫“ V ”，執(zhí)行第一指令。優(yōu)選地,所述拐彎點的參數(shù)還包括拐彎點的速度比例；所述第一指令認(rèn)定單元認(rèn)定識別對象空中畫“ V ”的條件還包括所述拐彎點的速度比例在0.7到1.5之間。優(yōu)選地，所述拐彎點的速度比例為1.3。 優(yōu)選地，拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；特征匹配與執(zhí)行模塊包括第二指令認(rèn)定單元，所述第二指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在-180度到-170度之間或170度到180度之間，且所述拐彎點的位移比例在1.5到2之間時，認(rèn)定手勢為空中擺手，執(zhí)行第二指令。優(yōu)選地，所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度；特征匹配與執(zhí)行模塊包括第三指令認(rèn)定單元，所述第三指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡包括兩個偏轉(zhuǎn)角度在100度到174度之間的拐彎點，并且時間相鄰的在前出現(xiàn)的拐彎點的第一關(guān)鍵線段與時間相鄰的在后出現(xiàn)的拐彎點的第二關(guān)鍵線段有一個交點，認(rèn)定該手勢為空中畫“ X ”，執(zhí)行第三指令。優(yōu)選地,所述拐彎點的參數(shù)還包括相鄰拐彎點的速度比率；所述第一指令認(rèn)定單元認(rèn)定識別對象空中畫“ X ”的條件還包括所述相鄰拐彎點的速度比率在0.7到1.5之間。優(yōu)選地，所述相鄰拐彎點的速度比率為1.3。本發(fā)明通過將識別對象在預(yù)定時長內(nèi)的三維數(shù)據(jù)映射到一個擬合操作平面內(nèi)，獲取其識別對象運動的平面投影軌跡，通過利用平面投影軌跡中拐彎點及拐彎點參數(shù)來獲取識別，由于處理的數(shù)據(jù)由三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎S數(shù)據(jù)，而且不必適應(yīng)于軌跡所在空間平面的方向設(shè)置多個特征匹配庫進行匹配，本發(fā)明大大降低了動作識別的運算量，同時，本發(fā)明結(jié)合手勢體感操作的特點，利用拐彎點及相關(guān)參數(shù)來作為手勢識別的特征參數(shù)，能夠更好地體現(xiàn)手勢特征，提高了手勢識別的準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明實施例一所述的手勢識別方法的流程圖；圖2是進行拐彎點判斷示意圖；圖3是拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度計算的示意圖；圖4是根據(jù)直線斜率計算偏轉(zhuǎn)角度的示意圖；圖5是空中畫“ V ”的手勢判定示意圖；圖6是空中擺動的手勢判定示意圖；圖7是空中畫“ X ”的手勢判定示意圖；圖8是本發(fā)明實施例二的手勢識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例一圖1是本實施例所述的手勢識別方法的流程圖，如圖1所示，所述方法包括:S101、獲取識別對象預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)。在本實施例的一個優(yōu)選實施方式中，所述的識別對象可以是單個點，如手指尖或者是代表整個手部的中心點，該中心點是指根據(jù)手部三維數(shù)據(jù)中所有的點坐標(biāo)計算得到的代表手部三維數(shù)據(jù)的點云形心或質(zhì)心的點，它可以通過對手部三維數(shù)據(jù)中所有的點坐標(biāo)加權(quán)平均或算術(shù)平均計算得到。在本實施例的一個優(yōu)選實施方式中，所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)獲取方法可為:采用現(xiàn)有的三維空間數(shù)據(jù)獲取方法，通過識別器獲取。例如，可以采用雙目計算視差，從而計算三維信息。又例如，可以采用TOF(Time of Flight,光飛行時間)方法,通過計算光的反射時間計算深度圖，獲得識別對象的三維數(shù)據(jù)。又例如，可以采用單目的結(jié)構(gòu)光方法，通過計算匹配深度圖案計算出深度值，從而獲得識別對象的三維數(shù)據(jù)。此處，識別器可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何能在三維空間識別出三維數(shù)據(jù)的儀器，也可以是3D (Three Dimensional,三維)傳感器或立體攝像機等。而預(yù)設(shè)時長的設(shè)定一般設(shè)定為足以充分識別出擬合操作平面的時長，可依據(jù)識別器的性能而定，例如，當(dāng)識別器性能強大，速度快時，預(yù)設(shè)時長可設(shè)定得較短。S102、對識別對象在預(yù)設(shè)時長中各采樣時刻的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面。在本實施例的一個具體實施方式
中，所述擬合操作平面是單個點在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面。平面方程的一般表達(dá)式為:P (x, y, z)=Ax+By+Cz+D=0兩邊同除以D可得:P (X，y, z) =ax+by+cz+l=0設(shè)預(yù)設(shè)時長內(nèi)，如3秒，測得的單個點的三維數(shù)據(jù)為:
(xi； Yi, Zi) (i=0, I, 2,......，n)在本實施例中，根據(jù)此三維數(shù)據(jù)，可以利用最小二乘法公式進行擬合:
權(quán)利要求
1.一種手勢識別方法，其特征在于，包括: 51、獲取識別對象的預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)； 52、對所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面； 53、提取包括每個采樣時刻的識別對象的三維數(shù)據(jù)在所述擬合操作平面上的投影點的投影軌跡，根據(jù)所述投影軌跡獲取拐彎點和所述拐彎點的參數(shù)；當(dāng)某投影點對應(yīng)的第一線段的延長線到該投影點對應(yīng)的第二線段的偏轉(zhuǎn)角度滿足預(yù)定條件，定義該投影點為拐彎點，其中，所述投影點對應(yīng)的第一線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的前一點所連形成的線段，所述投影點對應(yīng)的第二線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的后一點所連形成的線段； 54、當(dāng)所述拐彎點的參數(shù)滿足預(yù)先設(shè)定的指令判定條件，則執(zhí)行該預(yù)先設(shè)定的指令判定條件對應(yīng)的指令。
2.如權(quán)利要求1所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述獲取拐彎點的參數(shù)包括獲取拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例、拐彎點的速度比例和相鄰拐彎點的速度比率； 其中，所述拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一射線到第二射線的偏轉(zhuǎn)角度； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，對投影軌跡中該時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中該時間相鄰的前一拐彎點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；否則，對投影軌跡中投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由投影軌跡起點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點方向的射線為第二射線；否則，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由當(dāng)前拐彎點指向投影軌跡終點方向的射線為第二射線； 所述拐彎點的位移比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段兩者中長度較大值與較小值的比值； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；否則，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間的線段； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到該時間相鄰的后一拐彎點之間的線段；否則，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間的線段； 所述拐彎點的速度比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段的速度比例； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從起點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡時間相鄰的后一拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點所經(jīng)歷的時間計算； 所述相鄰拐彎點的速度比率為時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段的速度與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段的速度之比。
3.如權(quán)利要求2所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述獲取的拐彎點的參數(shù)包括獲取拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影 軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在30度到170度之間，且該拐彎點位移比例在1.5到2.5之間，則認(rèn)定該手勢為空中畫“ V ”，則判定執(zhí)行第一指令。
4.如權(quán)利要求3所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)還包括拐彎點的速度比例； 所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件還包括，所述拐彎點的速度比例在0.7到1.5之間。
5.如權(quán)利要求4所述的手勢識別方法，其特征在于，所述拐彎點的速度比例為1.3。
6.如權(quán)利要求2所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在-180度到-170度之間或170度到180度之間，且所述拐彎點的位移比例在1.5到2之間，則認(rèn)定手勢為空中擺手，執(zhí)行第二指令。
7.如權(quán)利要求2所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度；所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件包括:若所述投影軌跡包括兩個偏轉(zhuǎn)角度在100度到174度之間的拐彎點，并且時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段有一個交點，則認(rèn)定該手勢為空中畫“ X ”，則執(zhí)行第三指令。
8.如權(quán)利要求7所述的手勢識別方法，其特征在于，所述步驟S3中所述拐彎點的參數(shù)還包括相鄰拐彎點的速度比率: 所述步驟S4中所述預(yù)先設(shè)定的指令判定條件還包括，所述相鄰拐彎點的速度比率在0.7到1.5之間。
9.如權(quán)利要求8所述的手勢識別方法，其特征在于，所述相鄰拐彎點的速度比率為1.3。
10.一種手勢識別裝置，其特征在于，包括: 三維數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取識別對象的預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)； 操作平面獲取模塊，用于對所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面； 特征提取模塊，用于提取包括每個采樣時刻的識別對象的三維數(shù)據(jù)在所述擬合操作平面上的投影點的投影軌跡，根據(jù)所述投影軌跡獲取拐彎點和所述拐彎點的參數(shù)；當(dāng)某投影點對應(yīng)的第一線段的延長線到該投影點對應(yīng)的第二線段的偏轉(zhuǎn)角度滿足預(yù)定條件，定義該投影點為拐彎點，其中，所述投影點對應(yīng)的第一線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的前一點所連形成的線段，所述投影點對應(yīng)的第二線段為投影點與投影軌跡中相鄰時間的后一點所連形成的線段； 特征匹配與執(zhí)行模塊，用于當(dāng)所述拐彎點的參數(shù)滿足預(yù)先設(shè)定的指令判定條件時，執(zhí)行該預(yù)先設(shè)定的指令判定條件對應(yīng)的指令。
11.如權(quán)利要求10所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述獲取拐彎點的參數(shù)包括獲取拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例、拐彎點的速度比例和相鄰拐彎點的速度比率； 其中，所述拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一射線到第二射線之的偏轉(zhuǎn)角度； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，對投影軌跡中該時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中該時間相鄰的前一拐彎點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線；否則，對投影軌跡中投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由投影軌跡起點指向當(dāng)前拐彎點方向的射線為第一射線； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中當(dāng)前拐彎點指向該時間相鄰的后一拐彎點方向的射線為第二射線；否則，對投影軌跡中當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間按時間順序出現(xiàn)的投影點進行直線擬合，取獲得的擬合直線中由當(dāng)前拐彎點指向投影軌跡終點方向的射線為第二射線； 所述拐彎點的位移比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段兩者中長度較大值與較小值的比值； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點之間的線段；否則，所述第一關(guān)鍵線段為所述第一射線從投影軌跡起點到當(dāng)前拐彎點之間的線段； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到該時間相鄰的后一拐彎點之間的線段；否則，所述第二關(guān)鍵線段為所述第二射線從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點之間的線段； 所述拐彎點的速度比例為當(dāng)前拐彎點對應(yīng)的第一關(guān)鍵線段和第二關(guān)鍵線段的速度比例； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的前一拐彎點時，所述第一關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從時間相鄰的前一拐彎點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第一關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從起點到當(dāng)前拐彎點所經(jīng)歷的時間計算； 在當(dāng)前拐彎點存在時間相鄰的后一拐彎點時，所述第二關(guān)鍵線段的速度根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡時間相鄰的后一拐彎點所經(jīng)歷的時間計算；否則，根據(jù)第二關(guān)鍵線段的長度和投影軌跡從當(dāng)前拐彎點到投影軌跡終點所經(jīng)歷的時間計算； 所述相鄰拐彎點的速度比率為時間相鄰的在前拐彎點的第一關(guān)鍵線段的速度與時間相鄰的在后拐彎點的第二關(guān)鍵線段的速度之比。
12.如權(quán)利要求11所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例； 特征匹配與執(zhí)行模塊包括第一指令認(rèn)定單元，所述第一指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在30度到170度之間，且該拐彎點位移比例在1.5到2.5之間時，認(rèn)定識別對象空中畫“ V ”，執(zhí)行第一指令。
13.如權(quán)利要求12所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述拐彎點的參數(shù)還包括拐彎點的速度比例； 所述第一指令認(rèn)定單元認(rèn)定識別對象空中畫“ V ”的條件還包括所述拐彎點的速度比例在0.7到1.5之間。
14.如權(quán)利要求13所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述拐彎點的速度比例為1.3。
15.如權(quán)利要求11所述的手勢識別裝置，其特征在于，拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度、拐彎點的位移比例； 特征匹配與執(zhí)行模塊包括第二指令認(rèn)定單元，所述第二指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡出現(xiàn)一個拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度在-180度到-170度之間或170度到180度之間，且所述拐彎點的位移比例在1.5到2之間時，認(rèn)定手勢為空中擺手，執(zhí)行第二指令。
16.如權(quán)利要求11所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述拐彎點的參數(shù)包括拐彎點的偏轉(zhuǎn)角度； 特征匹配與執(zhí)行模塊包括第三指令認(rèn)定單元，所述第三指令認(rèn)定單元用于在所述投影軌跡包括兩個偏轉(zhuǎn)角度在100度到174度之間的拐彎點，并且時間相鄰的在前出現(xiàn)的拐彎點的第一關(guān)鍵線段與時間相鄰的在后出現(xiàn)的拐彎點的第二關(guān)鍵線段有一個交點，認(rèn)定該手勢為空中畫“ X ”，執(zhí)行第三指令。
17.如權(quán)利要求16所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述拐彎點的參數(shù)還包括相鄰拐彎點的速度比率； 所述第一指令認(rèn)定單元認(rèn)定識別對象空中畫“ X ”的條件還包括所述相鄰拐彎點的速度比率在0.7到1.5之間。
18.如權(quán)利要求17所述的手勢識別裝置，其特征在于，所述相鄰拐彎點的速度比率為·1.3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手勢識別方法及裝置，所述方法包括S1、獲取識別對象的預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)；S2、對所述預(yù)設(shè)時長的三維數(shù)據(jù)進行擬合，獲取擬合操作平面，所述擬合操作平面為識別對象在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的運動軌跡所在平面的近似平面；S3、提取包括每個采樣時刻的識別對象的三維數(shù)據(jù)在所述擬合操作平面上的投影點的投影軌跡，根據(jù)所述投影軌跡獲取拐彎點和所述拐彎點的參數(shù)；S4、當(dāng)所述拐彎點的參數(shù)滿足預(yù)先設(shè)定的指令判定條件，則執(zhí)行該預(yù)先設(shè)定的指令判定條件對應(yīng)的指令。本發(fā)明可以大大降低運算量，快速、準(zhǔn)確定識別對象的手勢進行識別。
文檔編號G06F3/01GK103197761SQ20131010591
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者陳濟棠 申請人:深圳泰山在線科技有限公司