CN105487646A - 一种手势遥控智能终端系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手势遥控智能终端系统，包括智能终端和摄像头；摄像头包括摄像模块、存储器、传输接口、初始化模块、处理模块和识别模块等，智能终端内设存储与标准手势对应指令信息的存储模块，智能终端根据指令信息完成相应的操作。本发明一种手势遥控智能终端系统采用双坐标系法能够清楚识别手运动图像表征的手势，实现有效的手势识别，进而完成手势方式遥控智能终端，遥控简单、方便，脱离了接触式控制的限制。采用手势遥控智能终端的方式能够进一步提高智能终端的可操作性，与运动、娱乐相结合，拓展了智能终端的应用功能。

Description

一种手势遥控智能终端系统

技术领域

本发明属于电器设备领域，具体涉及一种手势遥控智能终端系统。

背景技术

随着社会的发展，智能终端例如台式电脑、笔记本电脑以及平板电脑、智能手机等得到大范围的使用，手势操控功能使得智能终端系统被赋予越来越多的应用场景，例如体感游戏是既插卡游戏机之后发展起来的另一种参与程度更高的游戏。在现今的体感游戏中多使用数据线连接或者无线传感方式实现与智能终端画面的交互，达到娱乐的目的。摄像头能够捕捉到摄像范围内的图像，利用摄像头捕捉手势是一种新的数据输入方式，摄像头捕捉到手势变化并将其转化为控制信号输入智能终端系统中。该方式不仅能够应用于体感游戏中，为遥控智能终端提供一种新的方式，更能够应用于与智能终端系统互动的场合，具有强大的潜在社会价值。

在现有识别手势的技术多使用多个摄像头或者采用深度摄像头，其应用繁琐和高昂的价格成为手势识别智能终端系统的广泛应用造成了一定的障碍。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种手势遥控智能终端系统，该系统的摄像头能够通过建立坐标系方式对手势做出识别，进而传输给智能终端，实现智能终端的遥控，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种手势遥控智能终端系统，包括智能终端和摄像头，所述摄像头包括摄像模块、存储器和传输接口，所述摄像模块设有镜头和图像传感器，所述摄像头还包括：

初始化模块，用于建立以所述图像传感器表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对所述镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置；

处理模块，用于处理所述摄像模块采集的手运动图像，得到所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置视频流和手在所述第二坐标系内的视频流，形成手势输入；

识别模块，用于将所述处理模块输出的手势与所述存储器中预存储的标准手势作比较，若与一所述标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，并传送到所述传输接口；

所述智能终端设有存储模块，所述存储模块中存储与所述标准手势一一对应的指令信息；

所述摄像头通过所述传输接口与所述智能终端连接。

进一步地，所述摄像头还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述传输接口的输入端电连接。

进一步地，所述传输接口为USB接口。

进一步地，所述第一坐标系以所述第一坐标平面内的竖直方向线、水平方向线及所述竖直方向线、水平方向线的垂直线为坐标轴，以所述图像传感器的中心为第一原点。

进一步地，所述第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；所述第二坐标系以所述X轴、Y轴及垂直于所述X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以所述X轴、Y轴的交点为第二原点。

进一步地，所述第二坐标系为三维坐标系，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。

进一步地，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流和所述第二坐标系转动的视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲形成的视频流。

进一步地，还包括云服务端，所述智能终端与所述云服务端通过网络接口连接。

进一步地，所述智能终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或智能手机。

本发明一种手势遥控智能终端系统采用双坐标系法能够清楚识别手运动图像表征的手势，实现有效的手势识别，进而完成手势方式遥控智能终端，遥控简单、方便，脱离了接触式控制的限制。采用手势遥控智能终端的方式能够进一步提高智能终端的可操作性，与运动、娱乐相结合，拓展了智能终端的应用功能。

附图说明

图1是本发明一种手势遥控智能终端系统实施例1的模块图；

图2是本发明中第一坐标系的示意图；

图3是本发明中第二坐标系的示意图；

图4是本发明一种手势遥控智能终端系统实施例2的模块图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明一种手势遥控智能终端系统实施例1的模块图，该手势遥控智能终端系统包括摄像头10和智能终端20，摄像头10与智能终端20相连接。

其中，摄像头10包括摄像模块1、初始化模块2、处理模块3、识别模块4、存储器5和传输接口6。

摄像模块1用于采集手运动图像，该摄像模块1设有镜头11和图像传感器12，镜头11为玻璃镜头、塑料镜头或者塑料与玻璃混合镜头，

图像传感器12是一种感光半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管，光电二极管受到光照射时就会产生电荷，摄像模块1接收的图像投影在图像传感器12上时，图像传感器12上电荷的分布表征摄入的图像。

为了能够准确的识别摄像模块1采集的手运动图像，本发明采用初始化模块2建立以图像传感器12表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，并确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置。由于手在第二标系内的位置是能够确定的，进而能够确定手在第一坐标系内的位置。

在较佳的实施方案中，第一坐标系如图2所示，以图像传感器12表面为第一坐标平面，在该第一坐标平面内的竖直方向线V、水平方向线H及竖直方向线V、水平方向线H的垂直线L为坐标轴，以图像传感器12的中心为第一原点。在第二坐标系如图3所示，手掌面为第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；第二坐标系以X轴、Y轴及垂直于X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以X轴、Y轴的交点为第二原点。

处理模块3处理摄像模块1采集的手运动图像，得到第二坐标系在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。

具体地，摄像模块1以一定速度采集手图像，例如30帧/s的速度采集，第一帧手图像经过初始化模块2的处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第一坐标系、第二坐标系以及第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，并以此作为初始状态。第二帧手图像经初始化模块2处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第二坐标系的第二原点在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，依次对第三帧、第四帧……手图像处理，得到第二坐标系的第二原点在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。在该实施方式中，位置视频流为第二坐标系中第二原点在第一坐标系内的位置视频流；手在第二坐标系内的视频流包括手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。

处理模块3对输入手势的获取还有第二种实施方案，在该方案中，第一帧手图像经过初始化模块2的处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第一坐标系、第二坐标系以及第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置。第二帧手图像经初始化模块2处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第二坐标系、第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，依次对第三帧、第四帧……手图像处理，得到第二坐标系在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。在该实施方式中，位置视频流为第二坐标系中第二原点在第一坐标系内的位置视频流和第二坐标系转动的视频流；手在第二坐标系内的视频流包括手指的弯曲的视频流。

在以上两种实施方案中，初始化模块2建立的第一坐标系是不变的，建立的第二坐标系随着手运动可能引起变化。在第一种实施方案中，处理模块3在处理手图像时不考虑第二坐标系的变化，而将第二坐标系的变化通过手在第二坐标系中位置的变化展现。在第二种实施方案中，初始化模块2在每一帧手图像中都重新建立第二坐标系，处理模块3获取每一帧手图像中的第二坐标系在第一坐标系内的位置，每一帧手图像中手在第二坐标系内的位置。

识别模块4接收处理模块3输出的手势，将该手势与存储器5中预存储的标准手势作比较，若与一标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，传送到传输接口6。

处理模块3检测到手图像时开始对手势进行识别，在连续多次接收到相同的手图像时，例如在0.5-3秒内接收的手图像均相同，识别手势结束。

智能终端20设有存储模块201，在存储模块201内存储与标准手势一一对应的指令信息。摄像头10的识别模块4通过传输接口5将识别结果输出给智能终端20，智能终端20根据该识别结果调取相应的指令信息，完成相应的操作。

参照图4，图4为本发明一种手势遥控智能终端系统实施例2的模块图，该手势遥控智能终端系统包括摄像头10、智能终端20和云服务端30，云服务端30为智能终端20提供网络服务。

其中，摄像头10包括摄像模块1、初始化模块2、处理模块3、识别模块4、存储器5、USB接口6和蓝牙模块7，摄像模块1设有镜头11和图像传感器12。

与实施例1相比，本实施例2的传输接口采用USB接口，同时增加蓝牙模块7，蓝牙模块7的输出端与USB接口6的输入端电连接，摄像头10通过蓝牙模块7接收的数据能够经USB接口传送出去。

云服务端30与智能终端20通过网络接口连接，网络接口包括有线网络接口和无线网络接口。

智能终端20包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和智能手机等，例如台式电脑机箱与投影装置连接而成的设备。

在实施时，摄像头通过USB接口与智能终端连接。在其他实施方式中，例如应用于笔记本电脑、平板电脑等智能终端时，在智能终端上自带摄像头，此时摄像头集成于智能终端上，该种方式也应在本发明权利要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种手势遥控智能终端系统，包括智能终端和摄像头，所述摄像头包括摄像模块、存储器和传输接口，所述摄像模块设有镜头和图像传感器，其特征在于，所述摄像头还包括：

初始化模块，用于建立以所述图像传感器表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对所述镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置；

处理模块，用于处理所述摄像模块采集的手运动图像，得到所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置视频流和手在所述第二坐标系内的视频流，形成手势输入；

识别模块，用于将所述处理模块输出的手势与所述存储器中预存储的标准手势作比较，若与一所述标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，并传送到所述传输接口；

所述智能终端设有存储模块，所述存储模块中存储与所述标准手势一一对应的指令信息；

所述摄像头通过所述传输接口与所述智能终端连接。

2.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述摄像头还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述传输接口的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述传输接口为USB接口。

4.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述第一坐标系以所述第一坐标平面内的竖直方向线、水平方向线及所述竖直方向线、水平方向线的垂直线为坐标轴，以所述图像传感器的中心为第一原点。

5.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；所述第二坐标系以所述X轴、Y轴及垂直于所述X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以所述X轴、Y轴的交点为第二原点。

6.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述第二坐标系为三维坐标系，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。

7.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流和所述第二坐标系转动的视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲形成的视频流。

8.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，还包括云服务端，所述智能终端与所述云服务端通过网络接口连接。

9.根据权利要求1所述的手势遥控智能终端系统，其特征在于，所述智能终端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或智能手机。