手掌的掌心位置定位、手勢(shì)識(shí)別方法、裝置及智能終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種手掌的掌心位置定位、手勢(shì)識(shí)別方法、裝置及智能終端，其中手掌的掌心位置定位方法先獲取包括手掌和手臂的圖像；再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域；之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差；最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。
【專利說(shuō)明】
手掌的掌心位置定位、手勢(shì)識(shí)別方法、裝置及智能終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種手掌的掌心位置定位、手勢(shì)識(shí)別方法、裝置及智能終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，以觸摸、語(yǔ)音、手勢(shì)、體感等為主的新型交互方式已經(jīng)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，使得以人為中心的人機(jī)交互技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。其中手勢(shì)識(shí)別是人機(jī)交互領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，對(duì)構(gòu)建智能的人機(jī)交互方式發(fā)揮著重要的作用。但由于手勢(shì)具有復(fù)雜性、多樣性、多變性和時(shí)空差異性等特點(diǎn)，再加上光照、溫度等外界因素的干擾，使得手勢(shì)識(shí)別在技術(shù)上還存在很多困難問(wèn)題，成為了人機(jī)交互領(lǐng)域的一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的研究課題。
[0003]因?yàn)槭种傅男螤畋容^細(xì)長(zhǎng)，在圖像中難以準(zhǔn)確識(shí)別，相較于手指，手掌則較為寬大，如果基于手掌來(lái)對(duì)手勢(shì)進(jìn)行識(shí)別，顯然會(huì)降低手勢(shì)識(shí)別的難度。手掌識(shí)別的重點(diǎn)在于對(duì)掌心位置進(jìn)行定位，在現(xiàn)有技術(shù)中常采用三角形增量法來(lái)對(duì)掌心位置進(jìn)行定位，首先要獲取手勢(shì)輪廓圖像，再對(duì)手勢(shì)輪廓的凸包進(jìn)行凸缺陷檢測(cè)來(lái)獲取凸缺陷深度點(diǎn)作為三角形增量法的點(diǎn)集，之后以點(diǎn)集中任選的兩個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)的距離為直徑，這兩個(gè)凸缺陷點(diǎn)距離的中心為圓心，構(gòu)造一個(gè)圓，判斷這個(gè)圓是否包括所有的凸缺陷深度點(diǎn)，如果包括，才會(huì)將該圓作為手掌內(nèi)接圓對(duì)掌心位置進(jìn)行定位;如果不包括，還要再任意選取該圓外的一個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)，之后判斷這三個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)構(gòu)成的三角形的形狀是否能構(gòu)成直角三角形或者鈍角三角形，如果能，再將與直角或者鈍角相對(duì)的兩個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)根據(jù)上述方法重新構(gòu)造一個(gè)圓判斷這個(gè)圓是否包括所有的凸缺陷深度點(diǎn)，如果包括，才會(huì)將該圓作為手掌內(nèi)接圓對(duì)掌心位置進(jìn)行定位;如果不包括，還要不斷重復(fù)上述操作，直至構(gòu)造出一個(gè)能夠包括所有的凸缺陷深度點(diǎn)的圓作為手掌內(nèi)接圓對(duì)掌心位置進(jìn)行定位;如果三個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)構(gòu)成的三角形的形狀是銳角三角形，則步驟就更為復(fù)雜了，先要根據(jù)這三個(gè)凸缺陷深度點(diǎn)形成的銳角三角形構(gòu)造一個(gè)外接圓，再判斷該圓是否包括所有的凸缺陷深度點(diǎn)，如果包括，才會(huì)將該圓作為手掌內(nèi)接圓對(duì)掌心位置進(jìn)行定位;如果不包括，還要重新選取凸缺陷深度點(diǎn)不斷重復(fù)上述操作，直至構(gòu)造出一個(gè)能夠包括所有的凸缺陷深度點(diǎn)的圓作為手掌內(nèi)接圓。可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)掌心位置進(jìn)行定位的方法不僅步驟復(fù)雜，而且任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，都會(huì)導(dǎo)致定位不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的掌心位置定位方法步驟復(fù)雜，準(zhǔn)確率低，從而提供一種簡(jiǎn)單易行、準(zhǔn)確率高的手掌的掌心位置定位、手勢(shì)識(shí)別方法、裝置及智能終端。
[0005]為此，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供了一種手掌的掌心位置定位方法，包括如下步驟:
[0007]獲取包括手掌和手臂的圖像；
[0008]基于所述圖像中的膚色特征獲取所述圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域；
[0009]獲取所述連通區(qū)域的外部輪廓；
[0010]根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息。
[0011]上述方法，所述根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息的步驟之前還包括:
[0012]若所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞，對(duì)所述孔洞進(jìn)行填充。
[0013]上述方法，所述根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息，包括:
[0014]計(jì)算所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離；
[0015]獲取所述最短距離中的最大值；
[0016]將所述最大值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)所在的位置確定為手掌的掌心位置；
[0017]獲取所述掌心的位置信息。
[0018]本發(fā)明還提供了一種手掌的掌心位置定位裝置，包括:
[0019]圖像獲取單元，用于獲取包括手掌和手臂的圖像；
[0020]連通區(qū)域獲取單元，用于基于所述圖像中的膚色特征獲取所述圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域；
[0021 ]外部輪廓獲取單元，用于獲取所述連通區(qū)域的外部輪廓；
[0022]位置信息獲取單元，用于根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息。
[0023]上述裝置，還包括:
[0024]填充單元，用于在所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞時(shí)對(duì)所述孔洞進(jìn)行填充。
[0025]本發(fā)明還提供了一種手勢(shì)識(shí)別方法，包括如下步驟:
[0026]采用上述手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息；
[0027]以所述掌心為圓心，以所述最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓；
[0028]根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。
[0029 ]本發(fā)明還提供了一種手勢(shì)識(shí)別裝置，包括:
[0030]位置信息獲取單元，用于采用上述手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息；
[0031]手掌內(nèi)接圓確定單元，用于以所述掌心為圓心，以所述最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓；
[0032]手勢(shì)識(shí)別單元，用于根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。
[0033]本發(fā)明還提供了一種智能終端，包括上述手掌的掌心位置定位裝置和/或上述手勢(shì)識(shí)別裝置。
[0034]本發(fā)明還提供了一種智能終端，包括圖像采集裝置和上述手掌的掌心位置定位裝置；
[0035]所述圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。
[0036]本發(fā)明還提供了一種智能終端，包括圖像采集裝置和上述手勢(shì)識(shí)別裝置；
[0037]所述圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。
[0038]本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0039]本發(fā)明提供了一種手掌的掌心位置定位方法及裝置，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。
[0040]本發(fā)明還提供了一種手勢(shì)識(shí)別方法及裝置，采用上述手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息；以掌心為圓心，以最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓；根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)另O。因?yàn)閷?duì)手掌的掌心位置定位的步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0041 ]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法的一個(gè)具體實(shí)例的流程圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法中獲取的包括手掌和手臂的圖像的一個(gè)具體實(shí)例的示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法中手掌和手臂的連通區(qū)域的一個(gè)具體實(shí)例的示意圖；
[0045]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1手掌的掌心位置定位方法中獲取掌心的位置信息的一個(gè)具體實(shí)例的流程圖；
[0046]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法的一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)例的流程圖；
[0047]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法中存在孔洞的連通區(qū)域的一個(gè)具體實(shí)例的示意圖；
[0048]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1中手掌的掌心位置定位方法中對(duì)存在孔洞的連通區(qū)域填充后的效果不意圖；
[0049]圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中手掌的掌心位置定位裝置的一個(gè)具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0050]圖9為本發(fā)明實(shí)施例3中手勢(shì)識(shí)別方法的一個(gè)具體實(shí)例的流程圖；
[0051]圖10為本發(fā)明實(shí)施例4中手勢(shì)識(shí)別裝置的一個(gè)具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0052]附圖標(biāo)記:
[0053]1-圖像獲取單元;2-連通區(qū)域獲取單元;3-外部輪廓獲取單元;4-位置信息獲取單元;a-填充單元;41-最短距離計(jì)算子單元;42-最大值獲取子單元;43-掌心位置確定子單元;44-信息獲取子單元;5-位置信息獲取單元;6-手掌內(nèi)接圓確定單元;7-手勢(shì)識(shí)別單元。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0055]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0056]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，還可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是無(wú)線連接，也可以是有線連接。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0057]此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0058]實(shí)施例1
[0059]本實(shí)施例提供了一種手掌的掌心位置定位方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0060]S1.獲取包括手掌和手臂的圖像。具體地，當(dāng)使用者在具有攝像、拍照等功能的裝置，比如攝像頭的拍攝范圍內(nèi)做出手勢(shì)動(dòng)作后，就可以拍攝到包括使用者手掌和手臂的圖像并傳輸至存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)了，從該存儲(chǔ)裝置中就可以獲取到上述包括手掌和手臂的圖像了。圖2 S卩為一幅包括手掌和手臂的圖像。
[0061]S2.基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域。具體地，以圖2所示包括手掌和手臂的圖像為例，可以將該圖像轉(zhuǎn)化到HSV或YCrCb色彩空間，然后根據(jù)膚色特征判斷圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)屬于皮膚還是非皮膚，據(jù)此獲取到圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域，如圖3所示。
[0062]S3.獲取連通區(qū)域的外部輪廓。具體地，可以利用0penCV(0pen Source ComputerVis1n Library)中的cvFindContours函數(shù)來(lái)獲取連通區(qū)域的外部輪廓。通過(guò)獲取連通區(qū)域的外部輪廓，為后期定位掌心位置提供了一個(gè)參照，優(yōu)選地，可以采用基于輪廓跟蹤的二值圖像去毛刺算法進(jìn)一步去除該外部輪廓上的毛刺，對(duì)手掌和手臂的連通區(qū)域的邊界進(jìn)行準(zhǔn)確劃分，以進(jìn)一步提升對(duì)掌心位置定位的精準(zhǔn)度。
[0063]S4.根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值獲取手掌的掌心的位置信息。具體地，根據(jù)掌心的位置特征可知，掌心所在位置對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離應(yīng)該是最大的，根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值獲取手掌的掌心的位置信息，符合實(shí)際情況，確保了對(duì)掌心的準(zhǔn)確定位。
[0064]優(yōu)選地，如圖4所示，步驟S4包括:
[0065]S41.計(jì)算外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離。具體地，以其中的某一個(gè)像素點(diǎn)為例，要先遍歷外部輪廓上所有的輪廓點(diǎn)，計(jì)算該像素點(diǎn)到每個(gè)輪廓點(diǎn)間的距離，遍歷完后再比對(duì)該像素點(diǎn)到每個(gè)輪廓點(diǎn)間的距離，就可以從中選取出該像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離了。采用上述方法遍歷完外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)后，就可以獲取到每一個(gè)像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離了。通過(guò)計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離，能夠事先把手掌區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)到手指外部輪廓的距離或者手指區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)到手掌外部輪廓的距離予以剔除，降低了誤判率。
[0066]S42.獲取最短距離中的最大值。具體地，通過(guò)比對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)間的最短距離，就可以獲取到最短距離中的最大值是多少了。
[0067]S43.將最大值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)所在的位置確定為手掌的掌心位置。具體地，掌心到手掌邊緣的最短距離應(yīng)該是最大的，因此最短距離中的最大值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)即為手掌的掌心位置。
[0068]S44.獲取掌心的位置信息。具體地，可以根據(jù)需求，通過(guò)掌心對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)在手掌和手臂的連通區(qū)域所處的位置，獲取掌心在手勢(shì)中所處的位置，據(jù)此估計(jì)出當(dāng)前的手型;通過(guò)獲取同一個(gè)手掌在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的多個(gè)掌心對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)，可以獲取掌心的移動(dòng)軌跡等等。因此只要確定了掌心位置對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，可以獲取掌心所處的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等多個(gè)掌心的位置信息，為后期手勢(shì)識(shí)別提供數(shù)據(jù)支持。
[0069 ] 優(yōu)選地，如圖5所示，步驟S4之前還包括:
[0070]Sa.若外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞，對(duì)孔洞進(jìn)行填充。具體地，如圖6所示，基于膚色檢測(cè)得到的手掌和手臂的連通區(qū)域有可能會(huì)存在孔洞，當(dāng)孔洞位于手掌中心區(qū)域附近時(shí)，有可能恰好掌心所在的位置對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)是缺失的，導(dǎo)致手掌的掌心定位出現(xiàn)偏移，不利于后期手勢(shì)的準(zhǔn)確識(shí)別。通過(guò)對(duì)孔洞進(jìn)行填充，確保了掌心所在位置對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)缺失，降低了對(duì)掌心位置進(jìn)行定位的誤差率。實(shí)際應(yīng)用中，可以利用0penCV(0penSource Computer Vis1n Library)中的cvDrawContours函數(shù)來(lái)對(duì)孔洞進(jìn)行填充，填充后的效果如圖7所示，能夠達(dá)到很好的填充效果。當(dāng)然也可以采用區(qū)域生長(zhǎng)法，以外部輪廓為邊界，以外部輪廓內(nèi)的任意一個(gè)像素點(diǎn)為種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，就可以對(duì)外部輪廓內(nèi)的孔洞進(jìn)行填充了。
[0071]本實(shí)施例中的手掌的掌心位置定位方法，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。
[0072]實(shí)施例2
[0073]本實(shí)施例提供了一種手掌的掌心位置定位裝置，如圖8所示，包括:
[0074]圖像獲取單元I，用于獲取包括手掌和手臂的圖像。
[0075]連通區(qū)域獲取單元2，用于基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域。
[0076]外部輪廓獲取單元3，用于獲取連通區(qū)域的外部輪廓。通過(guò)獲取連通區(qū)域的外部輪廓，能夠?qū)κ终坪褪直鄣倪B通區(qū)域的邊界進(jìn)行準(zhǔn)確劃分，為后期定位掌心位置提供了精準(zhǔn)的參照標(biāo)準(zhǔn)，提升了對(duì)掌心位置定位的精準(zhǔn)度。
[0077]位置信息獲取單元4，用于根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值獲取手掌的掌心的位置信息。根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值獲取手掌的掌心的位置信息，符合實(shí)際情況，確保了對(duì)掌心的準(zhǔn)確定位。
[0078]優(yōu)選地，位置信息獲取單元4包括:
[0079]最短距離計(jì)算子單元41，用于計(jì)算外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離。
[0080]最大值獲取子單元42，用于獲取最短距離中的最大值。
[0081]掌心位置確定子單元43，用于將最大值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)所在的位置確定為手掌的掌心位置。
[0082]信息獲取子單元44，用于獲取掌心的位置信息。
[0083]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的手掌的掌心位置定位裝置，還包括填充單元a，用于在外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞時(shí)對(duì)孔洞進(jìn)行填充。通過(guò)對(duì)孔洞進(jìn)行填充，確保了掌心所在位置對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)缺失，降低了對(duì)掌心位置進(jìn)行定位的誤差率。
[0084]本實(shí)施例中的手掌的掌心位置定位裝置，通過(guò)圖像獲取單元I先獲取包括手掌和手臂的圖像;再通過(guò)連通區(qū)域獲取單元2基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后通過(guò)外部輪廓獲取單元3獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后通過(guò)位置信息獲取單元4根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率尚O
[0085]實(shí)施例3
[0086]本實(shí)施例提供了一種手勢(shì)識(shí)別方法，如圖9所示，包括如下步驟:
[0087]Yl.采用實(shí)施例1中的手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息。實(shí)施例1中的手掌的掌心位置定位方法，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
[0088]Y2.以掌心為圓心，以最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓。具體地，掌心對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離在所有最短距離中應(yīng)該是最大的，因此以掌心為圓心，以該最大值為半徑能夠獲取到與當(dāng)前手掌的面積較為匹配的手掌內(nèi)接圓，相應(yīng)地，其面積值的變化值也能夠準(zhǔn)確反映手掌的掌心面積值的變化值。因手掌內(nèi)接圓的半徑與手掌的面積值正相關(guān)，而手掌的面積值又與各個(gè)手指的長(zhǎng)度正相關(guān)，因此通過(guò)手掌內(nèi)接圓的半徑就可以估計(jì)出各個(gè)手指的長(zhǎng)度和分布范圍。比如五指張開(kāi)、握拳等不同的手勢(shì)，其手掌的面積值必然不同，對(duì)應(yīng)的手掌內(nèi)接圓的面積值自然也有差別，相應(yīng)的手掌內(nèi)接圓的半徑也是不同的。綜上所述，通過(guò)上述方式能夠獲取到與手掌的面積值較為匹配的手掌內(nèi)接圓，為后期進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別提供了較為準(zhǔn)確的參考依據(jù)。
[0089]Y3.根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。具體地，如果將手的運(yùn)動(dòng)軌跡作為用于識(shí)別手勢(shì)的參考數(shù)據(jù)，可以只獲取預(yù)定時(shí)間內(nèi)手掌掌心的位置信息的變化值，根據(jù)掌心的位置信息的變化值，就可以獲取掌心的運(yùn)動(dòng)軌跡了，比如運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形代表一種手勢(shì)，運(yùn)動(dòng)軌跡為S形代表另一種手勢(shì)等等；如果對(duì)手勢(shì)的識(shí)別主要是基于識(shí)別手當(dāng)前的形態(tài)，則可以只獲取預(yù)定時(shí)間內(nèi)手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值，據(jù)此獲取手掌的掌心面積的變化值以識(shí)別對(duì)應(yīng)的手勢(shì)是五指張開(kāi)還是握拳等形態(tài)；當(dāng)然也可以同時(shí)獲取預(yù)定時(shí)間內(nèi)的手掌掌心的位置信息的變化值和手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值，進(jìn)行更為復(fù)雜的手勢(shì)識(shí)別，比如五指張開(kāi)畫(huà)圓圈代表一種手勢(shì)，五指張開(kāi)畫(huà)S形代表另一種手勢(shì)，握拳畫(huà)圓圈代表第三種手勢(shì)等等，生成更多的手勢(shì)控制指令。
[0090]本實(shí)施例中的手勢(shì)識(shí)別方法，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
[0091 ] 實(shí)施例4
[0092]本實(shí)施例提供了一種手勢(shì)識(shí)別裝置，如圖10所示，包括:
[0093]位置信息獲取單元5，用于采用實(shí)施例1中的手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息。
[0094]手掌內(nèi)接圓確定單元6，用于以掌心為圓心，以最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓。
[0095]手勢(shì)識(shí)別單元7，用于根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。
[0096]本實(shí)施例中的手勢(shì)識(shí)別裝置，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
[0097]實(shí)施例5
[0098]本實(shí)施例提供了一種智能終端，包括但不限于智能手機(jī)、智能電視、平板電腦、計(jì)算機(jī)等。本實(shí)施例中的智能終端，包括實(shí)施例2中的手掌的掌心位置定位裝置和/或?qū)嵤├?中的手勢(shì)識(shí)別裝置。
[0099]本實(shí)施例中的智能終端，其掌心位置定位裝置通過(guò)圖像獲取單元先獲取包括手掌和手臂的圖像;再通過(guò)連通區(qū)域獲取單元基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后通過(guò)外部輪廓獲取單元獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后通過(guò)位置信息獲取單元根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。而手勢(shì)識(shí)別也是基于采用上述掌心定位方法獲取的掌心的位置信息，根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的，從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
[0100]實(shí)施例6
[0101]本實(shí)施例提供了一種智能終端，包括但不限于智能手機(jī)、智能電視、平板電腦、計(jì)算機(jī)等。本實(shí)施例中的智能終端，包括圖像采集裝置和實(shí)施例2中的手掌的掌心位置定位裝置。
[0102]圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。具體地，圖像采集裝置可以為安裝于智能終端的攝像頭。
[0103]本實(shí)施例中的智能終端，其掌心位置定位裝置通過(guò)圖像獲取單元先獲取包括手掌和手臂的圖像;再通過(guò)連通區(qū)域獲取單元基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后通過(guò)外部輪廓獲取單元獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后通過(guò)位置信息獲取單元根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。
[0104]實(shí)施例7
[0105]本實(shí)施例提供了一種智能終端，包括但不限于智能手機(jī)、智能電視、平板電腦、計(jì)算機(jī)等。本實(shí)施例中的智能終端，包括圖像采集裝置和實(shí)施例4中的手勢(shì)識(shí)別裝置。
[0106]圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。具體地，圖像采集裝置可以為安裝于智能終端的為攝像頭。
[0107]本實(shí)施例中的智能終端，手勢(shì)識(shí)別裝置，先獲取包括手掌和手臂的圖像;再基于圖像中的膚色特征獲取圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域;之后獲取連通區(qū)域的外部輪廓，明確連通區(qū)域的界限以消除誤差;最后根據(jù)外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到外部輪廓的最短距離的最大值就可以獲取手掌的掌心的位置信息了。步驟簡(jiǎn)單易行，定位準(zhǔn)確率高。從而也簡(jiǎn)化了手勢(shì)識(shí)別的步驟，提升了手勢(shì)識(shí)別的效率。
[0108]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0109]本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。
[0110]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。
[0111]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手掌的掌心位置定位方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取包括手掌和手臂的圖像； 基于所述圖像中的膚色特征獲取所述圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域； 獲取所述連通區(qū)域的外部輪廓； 根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息的步驟之前還包括: 若所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞，對(duì)所述孔洞進(jìn)行填充。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息，包括: 計(jì)算所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的每一個(gè)像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離； 獲取所述最短距離中的最大值； 將所述最大值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)所在的位置確定為手掌的掌心位置； 獲取所述掌心的位置信息。4.一種手掌的掌心位置定位裝置，其特征在于，包括: 圖像獲取單元(I)，用于獲取包括手掌和手臂的圖像； 連通區(qū)域獲取單元(2)，用于基于所述圖像中的膚色特征獲取所述圖像中手掌和手臂的連通區(qū)域； 外部輪廓獲取單元(3)，用于獲取所述連通區(qū)域的外部輪廓； 位置信息獲取單元(4)，用于根據(jù)所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域中的各像素點(diǎn)到所述外部輪廓的最短距離的最大值獲取所述手掌的掌心的位置信息。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括: 填充單元(a)，用于在所述外部輪廓內(nèi)連通區(qū)域存在孔洞時(shí)對(duì)所述孔洞進(jìn)行填充。6.一種手勢(shì)識(shí)別方法，其特征在于，包括如下步驟: 采用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息； 以所述掌心為圓心，以所述最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓； 根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。7.一種手勢(shì)識(shí)別裝置，其特征在于，包括: 位置信息獲取單元(5)，用于采用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的手掌的掌心位置定位方法獲取手掌掌心的位置信息； 手掌內(nèi)接圓確定單元(6)，用于以所述掌心為圓心，以所述最大值為半徑確定手掌內(nèi)接圓； 手勢(shì)識(shí)別單元(7)，用于根據(jù)預(yù)定時(shí)間內(nèi)所獲取的手掌掌心的位置信息的變化值和/或手掌內(nèi)接圓的面積值的變化值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。8.—種智能終端，其特征在于，包括權(quán)利要求4或5所述的手掌的掌心位置定位裝置和/或權(quán)利要求7所述的手勢(shì)識(shí)別裝置。9.一種智能終端，其特征在于，包括圖像采集裝置和權(quán)利要求4或5所述的手掌的掌心位置定位裝置； 所述圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。10.一種智能終端，其特征在于，包括圖像采集裝置和權(quán)利要求7所述的手勢(shì)識(shí)別裝置； 所述圖像采集裝置，用于采集包括手掌和手臂的圖像。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK105825193SQ201610177407
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李艷杰
【申請(qǐng)人】樂(lè)視控股（北京）有限公司, 樂(lè)視致新電子科技（天津）有限公司