本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用手勢(shì)進(jìn)行數(shù)字密碼輸入的一種基于手勢(shì)的數(shù)字密碼輸入方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

ATM取款機(jī)、POS刷卡機(jī)以及門(mén)禁等設(shè)備的密碼輸入目前仍以鍵盤(pán)為主，利用鍵盤(pán)輸入的優(yōu)點(diǎn)在于準(zhǔn)確和快捷，但也存在著一些安全隱患。特別是對(duì)于ATM取款機(jī)，用戶(hù)在輸入密碼過(guò)程中由于不可能實(shí)現(xiàn)全遮擋導(dǎo)致容易被他人偷窺，密碼輸入后也可以根據(jù)用戶(hù)的指紋殘留信息來(lái)進(jìn)行破譯。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開(kāi)僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專(zhuān)利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒(méi)有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專(zhuān)利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開(kāi)的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種基于手勢(shì)的數(shù)字密碼輸入方法及其系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的數(shù)字密碼輸入的安全性不足的技術(shù)問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提出一種基于手勢(shì)的數(shù)字密碼輸入方法，該方法通過(guò)數(shù)字密碼輸入系統(tǒng)進(jìn)行手勢(shì)密碼輸入，包括如下步驟：

S1、在采集暗室中輸入手勢(shì)，采集包括手部區(qū)域的深度圖像；

S2、對(duì)所采集到的深度圖像進(jìn)行預(yù)處理和手部分割，得到手掌深度圖像；

S3、根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)類(lèi)別對(duì)手掌深度圖像進(jìn)行手勢(shì)建模，得到手勢(shì)模型；

S4、根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)類(lèi)別和數(shù)字的映射關(guān)系對(duì)手勢(shì)模型進(jìn)行識(shí)別，轉(zhuǎn)化得到相應(yīng)的數(shù)字密碼串。

此外，本發(fā)明還提出了一種基于手勢(shì)的數(shù)字密碼輸入系統(tǒng)，包括輸入設(shè)備和設(shè)于所述輸入設(shè)備上的采集暗室、深度圖像采集模塊、處理器和指示器，所述深度圖像采集模塊設(shè)于所述采集暗室中；所述深度圖像采集模塊用于采集包括手部區(qū)域的深度圖像；所述處理器用于分割手掌深度圖像、對(duì)所述深度圖像進(jìn)行手勢(shì)建模，以及手勢(shì)與數(shù)字密碼之間的轉(zhuǎn)化；所述指示器用于手勢(shì)輸入數(shù)字過(guò)程中的提醒或指引。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步解決手勢(shì)輸入過(guò)程中手勢(shì)輸入速度依個(gè)人原因而快慢不一的問(wèn)題，本發(fā)明提出的方法還可以具有如下步驟：步驟S1中，當(dāng)檢測(cè)到設(shè)定的時(shí)間閾值下輸入的手勢(shì)沒(méi)有變化時(shí)，執(zhí)行靜態(tài)輸入模式；當(dāng)檢測(cè)到設(shè)定的時(shí)間閾值下輸入的手勢(shì)有明顯變化時(shí)，執(zhí)行動(dòng)態(tài)輸入模式。

所述靜態(tài)輸入模式的轉(zhuǎn)化包括如下步驟：根據(jù)數(shù)字密碼輸入順序，指示器逐個(gè)指示需要輸入的數(shù)字密碼，在采集暗室中按指示逐個(gè)輸入對(duì)應(yīng)順序的手勢(shì)，將逐個(gè)輸入的手勢(shì)轉(zhuǎn)化成單個(gè)密碼字符；

所述動(dòng)態(tài)輸入模式的轉(zhuǎn)化包括如下步驟：根據(jù)數(shù)字密碼輸入順序，指示器指示一次性按順序輸入整個(gè)數(shù)字密碼序列對(duì)應(yīng)的所有手勢(shì)，將整個(gè)一次性輸入的手勢(shì)序列轉(zhuǎn)化成密碼字符串。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步解決單手輸入和雙手輸入中深度圖像的手勢(shì)建模難的問(wèn)題，本發(fā)明提出的方法還可以具有如下步驟：步驟S3中，所述預(yù)定義的手勢(shì)類(lèi)別包括雙手輸入和單手輸入；所述雙手輸入的過(guò)程中，通過(guò)凹凸模型構(gòu)建手掌深度圖像的手勢(shì)模型；所述單手輸入的過(guò)程中，通過(guò)骨架模型構(gòu)建手掌深度圖像的手勢(shì)模型。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步解決手勢(shì)輸入的過(guò)程中，深度圖像采集模塊采集的深度圖像投影區(qū)域重疊后相互影響的問(wèn)題，本發(fā)明提出的系統(tǒng)還可以包括如下特征，所述深度圖像采集模塊包括一個(gè)或多個(gè)深度相機(jī)。所述多個(gè)深度相機(jī)設(shè)置在所述采集暗室的相互對(duì)立的方位。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步解決現(xiàn)有深度圖像處理過(guò)程中手勢(shì)的準(zhǔn)確的檢測(cè)和轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，本發(fā)明提出的系統(tǒng)還可以包括如下特征，所述處理器包括檢測(cè)單元和轉(zhuǎn)化單元，檢測(cè)單元用于從深度圖像中分割出手掌深度圖像并對(duì)手掌深度圖像進(jìn)行建模；轉(zhuǎn)化單元用于將手勢(shì)模型轉(zhuǎn)化成數(shù)字密碼串，即根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)模型與數(shù)字的映射關(guān)系，將手勢(shì)轉(zhuǎn)化成數(shù)字密碼串。

優(yōu)選地，為了進(jìn)一步解決數(shù)字密碼輸入系統(tǒng)尺寸不能太大的問(wèn)題，本發(fā)明提出的系統(tǒng)還可以包括如下特征，所述深度相機(jī)包括投影儀和采集相機(jī)，所述投影儀投射的結(jié)構(gòu)光散斑圖案顆粒數(shù)小于10000，所述采集相機(jī)深度測(cè)量范圍為0.05～0.5m，所述投影儀與采集相機(jī)之間的間距為0.03～0.05m。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果包括：本發(fā)明輸入數(shù)字密碼的過(guò)程在采集暗室中進(jìn)行，然后通過(guò)設(shè)置在采集暗室中的深度圖像采集模塊對(duì)手勢(shì)進(jìn)行圖像采集，獲得采集到包括手部區(qū)域的圖像后，通過(guò)設(shè)置與采集暗室中的處理器進(jìn)行采集到圖像進(jìn)行手掌深度圖像進(jìn)行分割，再經(jīng)過(guò)手勢(shì)建模、轉(zhuǎn)化得到輸入的數(shù)字密碼串，相比于現(xiàn)有的鍵盤(pán)輸入方式而言，本發(fā)明因?yàn)樵诓杉凳抑羞M(jìn)行，且輸入的過(guò)程是通過(guò)深度圖像進(jìn)行識(shí)別，為非接觸的輸入形式，所以不會(huì)導(dǎo)致輸入密碼的過(guò)程中存在的窺視的問(wèn)題，更不會(huì)殘留類(lèi)似于指紋等可被不法分子獲取的個(gè)人信息，整個(gè)輸入過(guò)程中無(wú)殘留，信息難以泄露，破譯風(fēng)險(xiǎn)小，密碼的輸入安全性高，此外，本發(fā)明通過(guò)基于深度圖像的手勢(shì)圖像進(jìn)行數(shù)字密碼的輸入，相比于現(xiàn)有技術(shù)中利用RGB相機(jī)進(jìn)行手勢(shì)密碼輸入的技術(shù)而言，采用深度圖像技術(shù)對(duì)手勢(shì)密碼進(jìn)行識(shí)別具有對(duì)環(huán)境敏感度低和準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選方案中，本發(fā)明采用靜態(tài)輸入和動(dòng)態(tài)輸入兩種輸入模式進(jìn)行手勢(shì)密碼的輸入，以解決用戶(hù)手勢(shì)輸入時(shí)快慢不一的問(wèn)題，采用靜態(tài)輸入符合輸入習(xí)慣，準(zhǔn)確度高，且易于實(shí)施，當(dāng)單個(gè)數(shù)字錯(cuò)誤時(shí)還可以刪除重新輸入，采用動(dòng)態(tài)輸入的輸入速度較快。

通過(guò)手勢(shì)建模目的是將手掌深度圖像進(jìn)一步處理成便于識(shí)別的模型，對(duì)于雙手輸入的數(shù)字映射關(guān)系，只需采用凹凸模型就足以識(shí)別和描述手指的數(shù)目，對(duì)于單手輸入的數(shù)字映射關(guān)系，采用骨架模型來(lái)識(shí)別和描述手指的數(shù)目，通過(guò)上述兩種建模方法，可以對(duì)雙手輸入和單手輸入進(jìn)行快速建模，已完成手勢(shì)密碼的識(shí)別。

所述深度圖像采集模塊當(dāng)僅有一個(gè)深度相機(jī)時(shí)，由于只能采集手部一半的深度圖像，因而用戶(hù)在執(zhí)行手勢(shì)時(shí)，需要指定一個(gè)手勢(shì)的朝向，比如將手背朝向深度相機(jī)來(lái)做手勢(shì)，這樣的好處在于能提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確率。當(dāng)采用多個(gè)深度相機(jī)時(shí)，多個(gè)深度相機(jī)將被放置在對(duì)立的方位，如在上、下、左、右四個(gè)方位中選取任意兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)方位都設(shè)置深度相機(jī)，對(duì)立設(shè)置可以保證多個(gè)深度相機(jī)之間不會(huì)相互影響，避免投影區(qū)域重疊，同時(shí)可以獲得更加全面的手部深度信息，無(wú)論用戶(hù)在任何方位做手勢(shì)都能保證很好的識(shí)別準(zhǔn)確率。

通過(guò)處理器的檢測(cè)單元可以完成手勢(shì)建模，進(jìn)而獲得便于深度圖像識(shí)別的模型，轉(zhuǎn)化模型可以根據(jù)手勢(shì)類(lèi)判斷執(zhí)行的靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)、單手或是雙手的轉(zhuǎn)化模式，從而保證手勢(shì)密碼輸入的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式一和二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式二的流程圖。

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式一和二的雙手手勢(shì)示意圖。

圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式一和二的單手手勢(shì)示意圖。

1-輸入設(shè)備，2-采集暗室，3-深度圖像采集模塊，31-深度相機(jī)，4-處理器，41-檢測(cè)單元，42-轉(zhuǎn)化單元，5-指示器。

具體實(shí)施方式

為便于準(zhǔn)確理解，以下是后文中將出現(xiàn)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)的準(zhǔn)確定義：

下面結(jié)合具體實(shí)施方式并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參照以下附圖，將描述非限制性和非排他性的實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，除非另外特別說(shuō)明。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例將對(duì)ATM取款機(jī)的數(shù)字密碼輸入系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，該系統(tǒng)包括輸入設(shè)備1和設(shè)于輸入設(shè)備1上的采集暗室2、深度圖像采集模塊3、處理器4和指示器5，所述深度圖像采集模塊3設(shè)于采集暗室2中，用于采集包括手部區(qū)域的深度圖像；所述處理器4用于分割手掌深度圖像、對(duì)所述深度圖像進(jìn)行手勢(shì)建模，以及手勢(shì)與數(shù)字密碼之間的轉(zhuǎn)化；所述指示器5用于手勢(shì)輸入數(shù)字過(guò)程中的提醒或指引，上述輸入設(shè)備1為ATM機(jī)。

此處的指示器5指的是ATM機(jī)的顯示屏幕，用于顯示密碼輸入等過(guò)程中的提醒、指引等功能；處理器4可以與ATM等設(shè)備的處理器合二為一，也可以是專(zhuān)用的處理器模塊，本實(shí)施例中，深度圖像采集模塊3被集成到ATM設(shè)備中形成整體的設(shè)備，當(dāng)然，可在另一實(shí)施例中將深度圖像采集模塊3與其專(zhuān)用處理器組成獨(dú)立的手勢(shì)密碼輸入裝置，通過(guò)外部接口與ATM機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)手勢(shì)密碼的輸入。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)為，處理器4和深度圖像采集模塊3在ATM機(jī)上的設(shè)置形式和連接形式，可以不做限制，凡是原理上一致的都在保護(hù)范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例中，深度圖像采集模塊3為用于獲取手部區(qū)域深度圖像信息的深度相機(jī)31，該深度相機(jī)31使用基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)，基于結(jié)構(gòu)光的深度相機(jī)31由不可見(jiàn)光投影儀以及對(duì)應(yīng)的采集相機(jī)組成，通過(guò)投影儀向目標(biāo)空間投射經(jīng)編碼的結(jié)構(gòu)光圖案，利用采集相機(jī)采集結(jié)構(gòu)光圖案后與參考結(jié)構(gòu)光圖案進(jìn)行匹配計(jì)算，通過(guò)計(jì)算出的距離根據(jù)三角法原理就可以獲取目標(biāo)空間的深度信息。

本實(shí)施例中，由于一般的密碼輸入設(shè)備1如ATM機(jī)器的尺寸限制，因而其密碼輸入系統(tǒng)的尺寸也不可能太大，優(yōu)選地，投影儀所投射的結(jié)構(gòu)光散斑圖案顆粒數(shù)小于10000個(gè)；其中采集相機(jī)需要滿(mǎn)足在0.05～0.5m范圍內(nèi)進(jìn)行聚焦，投影儀投射角與采集相機(jī)的視場(chǎng)角的重疊區(qū)域要保證能覆蓋手部區(qū)域，投影儀與采集相機(jī)之間的間距優(yōu)選在0.03～0.05m。另外，采集參考結(jié)構(gòu)光圖像時(shí)距離相機(jī)應(yīng)與實(shí)際使用時(shí)手部所在的距離相近，這樣可以減少搜索次數(shù)，提升計(jì)算速度。

本實(shí)施例中，深度圖像采集模塊3由一個(gè)或多個(gè)深度相機(jī)31組成，當(dāng)僅有一個(gè)深度相機(jī)31時(shí)，由于只能采集手部一半的深度圖像，因而用戶(hù)在執(zhí)行手勢(shì)時(shí)，需要指定一個(gè)手勢(shì)的朝向，比如將手背朝向深度相機(jī)31來(lái)做手勢(shì)，這樣的好處在于能提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確率。當(dāng)采用多個(gè)深度相機(jī)31時(shí)，考慮到多個(gè)深度相機(jī)31之間當(dāng)投影區(qū)域重疊時(shí)會(huì)相互影響，因而多個(gè)深度相機(jī)31將被放置在對(duì)立的方位，例如在上、下、左、右四個(gè)方位中選取任意兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)方位都設(shè)置深度相機(jī)31，如此才能保證不會(huì)相互之間有影響，同時(shí)可以獲得更加全面的手部深度信息，無(wú)論用戶(hù)在任何方位做手勢(shì)都能保證很好的識(shí)別準(zhǔn)確率。

針對(duì)ATM機(jī)的密碼輸入，考慮到安全性是最為重要的因素，因此將深度圖像采集模塊3安裝在不透明的僅允許手部進(jìn)入的采集暗室2內(nèi)，這樣就確保了密碼的安全輸入。

處理器4的作用是用于接收深度圖像采集模塊3傳輸來(lái)的深度圖像信息，并對(duì)深度圖像信息進(jìn)行處理得到對(duì)應(yīng)的手勢(shì)信息，最后將手勢(shì)信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字密碼，主要包括檢測(cè)單元41和轉(zhuǎn)化單元42，檢測(cè)單元41完成三項(xiàng)任務(wù)，即對(duì)輸入的深度圖像進(jìn)行預(yù)處理、手部分割以及手勢(shì)建模。

預(yù)處理主要是對(duì)深度圖像進(jìn)行去噪、平滑等處理以去除原始深度圖像中常出現(xiàn)的壞點(diǎn)以及空洞。

手部分割即將目標(biāo)手掌區(qū)域分割出來(lái)。首先將手部可能出現(xiàn)的深度范圍作為上下閾值，對(duì)深度圖像進(jìn)行閾值分割得到包含手部區(qū)域的深度圖像；其次對(duì)初次分割后的深度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，即可得到手部的深度圖像；最后根據(jù)手腕的特征去除深度圖像中手腕的深度圖像，就得到了僅保留手掌的深度圖像。由于手勢(shì)執(zhí)行的環(huán)境相對(duì)密封并且手部位置相對(duì)深度相機(jī)31距離在一定的范圍內(nèi)，因而手部分割較為便利。

手勢(shì)建模的目的是將手掌深度圖像進(jìn)一步處理成便于識(shí)別的模型，比如骨架模型、凹凸模型等。具體是采用哪種模型，和預(yù)定義的手勢(shì)跟數(shù)字的映射關(guān)系有關(guān)，比如圖3所示的手勢(shì)與數(shù)字的映射關(guān)系，由于從0～9的手勢(shì)直接與雙手的手指數(shù)目直接對(duì)應(yīng)，因此利用凹凸模型就足夠描述手指的數(shù)目了。對(duì)于圖4所示的基于單手的手勢(shì)與數(shù)字的映射關(guān)系，利用凹凸模型則較為困難，此時(shí)可以利用骨架模型。

處理器4的轉(zhuǎn)化單元42的功能是根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)模型與數(shù)字的映射關(guān)系，將手勢(shì)轉(zhuǎn)化成數(shù)字密碼串。

轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)手勢(shì)模型識(shí)別的過(guò)程，具體地有以下步驟：特征提取-特征識(shí)別。特征提取即是依據(jù)手勢(shì)模型提取用于進(jìn)行特征識(shí)別的特征，具體地特征與采取的特征識(shí)別算法有關(guān)系。特征識(shí)別的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是建立分類(lèi)器的過(guò)程，即選擇合適的分類(lèi)器模型，比如決策森林、HMM等算法，然后通過(guò)樣本進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，形成最終的分類(lèi)器。識(shí)別的過(guò)程即將提取的特征代入分類(lèi)器即得到該手勢(shì)對(duì)應(yīng)的數(shù)字。

指示器5的功能即用于在提醒或指引以及常用的顯示。比如并非所有人都知道0～9的手勢(shì)，因而在用戶(hù)執(zhí)行手勢(shì)時(shí)在顯示器上顯示出每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的手勢(shì)提示，另外在輸入完數(shù)字后進(jìn)行提示等功能。

實(shí)施例二：

如圖1-2所示，基于實(shí)施例一的ATM機(jī)上的數(shù)字密碼輸入系統(tǒng)，實(shí)施基于手勢(shì)的數(shù)字密碼輸入方法，包括如下步驟：

S1、在采集暗室2中輸入手勢(shì)，采集包括手部區(qū)域的深度圖像；

S2、對(duì)所采集到的深度圖像進(jìn)行預(yù)處理和手部分割，得到手掌深度圖像；

S3、根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)類(lèi)別對(duì)手掌深度圖像進(jìn)行手勢(shì)建模，得到手勢(shì)模型；

S4、根據(jù)預(yù)定義的手勢(shì)類(lèi)別和數(shù)字的映射關(guān)系對(duì)手勢(shì)模型進(jìn)行識(shí)別，轉(zhuǎn)化得到相應(yīng)的數(shù)字密碼串。

在不透明的僅允許手部進(jìn)入的采集暗室2內(nèi)進(jìn)行手勢(shì)輸入，這樣可保證密碼輸入的安全性，采集通過(guò)設(shè)置在采集暗室2中深度圖像采集模塊3進(jìn)行采集包括手部區(qū)域的圖像，此時(shí)，所采集的圖像除了包括手部區(qū)域外，還具有手腕等特征，這需要在后續(xù)圖像分割中分割開(kāi)來(lái)。

對(duì)手勢(shì)進(jìn)行采集的深度圖像采集系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)深度相機(jī)31組成，該深度相機(jī)31為基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的深度相機(jī)31，深度相機(jī)31包括投影儀和采集相機(jī)，由于尺寸的限制，設(shè)置在采集暗室2中的采集相機(jī)的應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足在深度測(cè)量范圍為0.05m～0.5m的范圍內(nèi)進(jìn)行聚焦；投影儀投射角與采集相機(jī)的視場(chǎng)角的重疊區(qū)域需保證能覆蓋手部的所有區(qū)域，投影儀與采集相機(jī)之間的間距優(yōu)選在0.03～0.05m。

一個(gè)深度相機(jī)31的深度圖像采集模塊3，在采集時(shí)，由于只能采集手部一半的深度圖像，因而用戶(hù)在執(zhí)行手勢(shì)時(shí)，需要指定一個(gè)手勢(shì)的朝向，比如將手背朝向深度相機(jī)31來(lái)做手勢(shì)，這樣的好處在于能提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確率。多個(gè)深度相機(jī)31的深度圖像采集模塊3，考慮到多個(gè)深度相機(jī)31之間當(dāng)投影區(qū)域重疊時(shí)會(huì)相互影響，因而多個(gè)深度相機(jī)31將被放置在對(duì)立的方位，例如在上、下、左、右四個(gè)方位中選取任意兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)方位都設(shè)置深度相機(jī)31，如此才能保證不會(huì)相互之間有影響，同時(shí)可以獲得更加全面的手部深度信息，無(wú)論用戶(hù)在任何方位做手勢(shì)都能保證很好的識(shí)別準(zhǔn)確率。

獲得的包括手部區(qū)域的深度圖像送至處理器4中進(jìn)行處理，處理器4包括檢測(cè)單元41和轉(zhuǎn)化單元42，首先通過(guò)檢測(cè)單元41對(duì)輸入的深度圖像進(jìn)行預(yù)處理，主要包括對(duì)深度圖像進(jìn)行去噪、平滑等處理以去除原始深度圖像中常出現(xiàn)的壞點(diǎn)以及空洞，以用于后續(xù)處理。

經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的深度圖像，再通過(guò)檢測(cè)單元41進(jìn)行手部分割，手部分割目的在于將目標(biāo)手掌區(qū)域分割出來(lái)，首先將手部可能出現(xiàn)的深度范圍作為上下閾值，對(duì)深度圖像進(jìn)行閾值分割得到包含手部區(qū)域的深度圖像；其次對(duì)初次分割后的深度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，即可得到手部的深度圖像；最后根據(jù)手腕的特征去除深度圖像中手腕的深度圖像，就得到了僅保留手掌的深度圖像。

對(duì)于分割后獲得的手掌深度圖像，需進(jìn)行手勢(shì)建模，手勢(shì)建模目的是將手掌深度圖像進(jìn)一步處理成便于識(shí)別的模型?？紤]到不同國(guó)家、不同地區(qū)所用的手勢(shì)類(lèi)別和形式的不同，將手勢(shì)的類(lèi)別依據(jù)單手和雙手以及0～9的相對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系進(jìn)行處理。如圖3所示，為雙手輸入的形式，0～9的手勢(shì)直接與雙手的手指數(shù)目直接對(duì)應(yīng)，手勢(shì)建模的過(guò)程中采用凹凸模型來(lái)描述收支的數(shù)目。如圖4所示，利用為單手輸入的形式，0～9對(duì)應(yīng)于單手的手指數(shù)目，基于這種數(shù)字映射關(guān)系，優(yōu)選采用骨架模型進(jìn)行建模。手勢(shì)建模后獲得手勢(shì)模型。

檢測(cè)單元41將手勢(shì)模型建立完成后，送至轉(zhuǎn)化單元42中進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化單元42根據(jù)建立的手勢(shì)模型與數(shù)字的映射關(guān)系，將手勢(shì)轉(zhuǎn)化成數(shù)字密碼串。

轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)手勢(shì)模型識(shí)別的過(guò)程，具體地有以下步驟：特征提取-特征識(shí)別。特征提取即是依據(jù)手勢(shì)模型提取用于進(jìn)行特征識(shí)別的特征，具體地特征與采取的特征識(shí)別算法有關(guān)系。特征識(shí)別的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是建立分類(lèi)器的過(guò)程，即選擇合適的分類(lèi)器模型，比如決策森林、HMM等算法，然后通過(guò)樣本進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，形成最終的分類(lèi)器。識(shí)別的過(guò)程即將提取的特征代入分類(lèi)器即得到該手勢(shì)對(duì)應(yīng)的數(shù)字。

指示器5的功能即用于在提醒或指引以及常用的顯示，比如并非所有人都知道0～9的手勢(shì)，因而在用戶(hù)執(zhí)行手勢(shì)時(shí)在顯示器上顯示出每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的手勢(shì)提示，另外在輸入完數(shù)字后進(jìn)行提示等功能。

利用手勢(shì)進(jìn)行密碼輸入時(shí)，由于輸入的速度和時(shí)間的依個(gè)人的原因而快不一，本實(shí)施例，中輸入手勢(shì)的采用動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的輸入模式，靜態(tài)手勢(shì)輸入為逐個(gè)數(shù)字的輸入，動(dòng)態(tài)手勢(shì)輸入為一次性輸入整個(gè)密碼字符串。

處理器4通過(guò)用戶(hù)手勢(shì)執(zhí)行的速度快慢來(lái)自動(dòng)判定當(dāng)前輸入方式，通過(guò)設(shè)定一定的時(shí)間閾值，在該時(shí)間閾值范圍內(nèi)當(dāng)用戶(hù)手勢(shì)沒(méi)有明顯變化時(shí)認(rèn)為當(dāng)前為靜態(tài)手勢(shì)輸入，當(dāng)在時(shí)間閾值范圍內(nèi)用戶(hù)手勢(shì)有明顯的變化，表明當(dāng)前為快速的動(dòng)態(tài)手勢(shì)輸入。

所述靜態(tài)輸入模式的轉(zhuǎn)化包括如下步驟：根據(jù)數(shù)字密碼輸入順序，指示器5逐個(gè)指示需要輸入的數(shù)字密碼(比如*號(hào)，表明已經(jīng)輸入該數(shù)字密碼)，在采集暗室2中按指示輸入對(duì)應(yīng)順序的手勢(shì)，將逐個(gè)輸入的手勢(shì)轉(zhuǎn)化成單個(gè)密碼字符；靜態(tài)輸入在相鄰手勢(shì)輸入之間手部的任何變化將不被識(shí)別，這種方法符合輸入習(xí)慣，準(zhǔn)確度高，且易于實(shí)施，當(dāng)單個(gè)數(shù)字錯(cuò)誤時(shí)還可以刪除重新輸入，缺點(diǎn)是速度慢。

所述動(dòng)態(tài)輸入模式的轉(zhuǎn)化包括如下步驟：根據(jù)數(shù)字密碼輸入順序，指示器5指示一次性按順序輸入整個(gè)數(shù)字密碼序列對(duì)應(yīng)的所有手勢(shì)，將整個(gè)一次性輸入的手勢(shì)序列轉(zhuǎn)化成密碼字符串。

密碼輸入過(guò)程中除了需要輸入0～9的數(shù)字外，還需要輸入“確認(rèn)”、“取消”、“刪除”等功能，本發(fā)明所述的系統(tǒng)也應(yīng)包括對(duì)類(lèi)似功能的手勢(shì)輸入。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)以上描述做出眾多變通是可能的，所以實(shí)施例僅是用來(lái)描述一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方式。

盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以對(duì)其作出各種改變和替換，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會(huì)脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實(shí)施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施例及其等同物。