影像式手部动作辨识系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种影像式手部动作辨识系统及其方法。在实施例中，该系统根据连续手部影像辨识出手势，当此手势符合开始手势时，该系统将接续的手部影像分成多个影像群并计算影像群的移动向量，再根据这些移动向量的三维直方等化图判断每个影像群的对应移动动作，例如向左移动动作、向右移动动作、向下移动动作或向上移动动作。接着，系统将所有影像群的对应移动动作组合成一轨迹，并判断该轨迹所对应的指令，并执行该指令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体地讲，涉及一种通过将连续影像分群以辨识出多个移动动作，再由多个移动动作的组合判断出轨迹的

技术介绍
徒手式人机操作接口可让使用者不需额外的装置便可操作计算机，例如电容式触控系统或手势操作系统，进而提高人机接口的操作便利性。然而，电容式触控机制将使用者的操作空间限制在手指可碰触到触控面板的区域内；且传统的手势辨识有准确性不佳的缺点ο
技术实现思路
根据上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种，以提高手部动作辨识的准确率。根据本专利技术的目的，提供一种影像式手部动作辨识系统，该系统包含影像接收单元、储存单元、移动向量计算单元、动作判断单元、轨迹辨识单元和指令执行单元。影像接收单元接收多张连续手部影像，并将多张连续影像分群成多个影像群。储存单元储存多个指令、多个预设移动向量分布模型和多个预设轨迹，每个预设移动向量分布模型对应一个预设移动动作，每个预设轨迹对应多个指令中的一个。移动向量计算单元计算每个影像群的多个移动向量。动作判断单元将每个影像群的多个移动向量的分布与多个预设移动向量分布模型进行比对，以从多个预设移动动作中判断出每个影像群的对应移动动作。轨迹辨识单元将每个影像群的对应移动动作组合，并将组合与多个预设轨迹进行比对，以从多个指令中决定所选指令。指令执行单元执行所选指令。其中，影像式手部动作辨识系统还可包含手势辨识单元，手势辨识单元根据连续手部影像辨识出手势，并判断手势是否符合开始手势或结束手势。其中，移动向量计算单元根据每个影像群的第一张手部影像与最后一张手部影像来计算多个移动向量。其中，预设移动向量分布模型为移动向量三维直方等化图(histogram equalization) 0其中，动作判断单元计算每个影像群的多个移动向量的分布与多个预设移动向量分布模型之间的欧式距离(Euclidean distance)，并根据欧式距离来判断出对应移动动作。其中，多个预设移动动作包含向左移动动作、向右移动动作、向下移动动作或向上移动动作。根据本专利技术的目的，又提供了一种影像式手部动作辨识方法，该方法包含下列步骤(A)提供多个指令、多个预设移动向量分布模型和多个预设轨迹，多个预设移动向量分布模型中每一个对应一个预设移动动作，每个预设轨迹对应多个指令中的一个；(B)将多张连续影像分群成多个影像群；(C)计算每个影像群的多个移动向量；(D)将每个影像群的多个移动向量的分布与多个预设移动向量分布模型进行比对，以从多个预设移动动作中判断出每个影像群的对应移动动作；(E)将每个影像群所对应的预设移动动作组合，并将组合与多个预设轨迹进行比对，以从多个指令中决定所选指令；(F)执行所选指令。其中，该影像式手部动作辨识方法还包含以下步骤根据连续手部影像辨识出手势；当手势符合开始手势时，开始执行步骤(C)；当手势符合结束手势时，停止执行步骤 (C)。其中，步骤(C)还包含根据每个影像群的第一张手部影像与最后一张手部影像来计算多个移动向量。其中，预设移动向量分布模型为移动向量三维直方等化图。其中，步骤(D)还包含计算每个影像群的多个移动向量的分布与多个预设移动向量分布模型之间的欧式距离；根据欧式距离来判断出对应移动动作。其中，多个预设移动动作优选地包含向左移动动作、向右移动动作、向下移动动作或向上移动动作。附图说明图1为本专利技术的影像式手部动作辨识系统的实施方块图；图2为本专利技术的多个影像群的示意图；图3为本专利技术的移动向量分布模型的示意图；图4为本专利技术的影像式手部动作辨识方法的第一实施流程图；图5为本专利技术的影像式手部动作辨识方法的第二实施流程图。主要元件符号说明11 影像接收单元121 指令123 预设轨迹128 开始手势13:移动向量计算单元142、143 对应移动动作151 所选指令17 摄影机172 第一影像群1721、1731 移动向量1723、1733 最后一张手部影像18 手势辨识单元181 手势41 46 步骤流程501 510 步骤流程具体实施例方式参照图1，图1为本专利技术的影像式手部动作辨识系统的实施例方块图。在图1中， 影像式手部动作辨识系统包含影像接收单元U、储存单元12、移动向量计算单元13、动作12 储存单元122 预设移动向量分布模型 124 预设移动动作 129 结束手势 14 动作判断单元 15 轨迹辨识单元 16 指令执行单元 171 手部影像 173 第二影像群 1722、1732 第一张手部影像5判断单元14、轨迹辨识单元15和指令执行单元16。储存单元12用以储存多个指令121、 多个预设移动向量分布模型122和多个预设轨迹123，每个预设移动向量分布模型122对应一个预设移动动作124，每个预设轨迹123对应一个指令121。其中，这些预设移动动作 IM优选地包含向左移动动作、向右移动动作、向下移动动作和向上移动动作。影像接收单元11从摄影机17接收多张连续手部影像171，并将多张连续手部影像171分群成多个影像群。在该实施方块图中，多个影像群以第一影像群172和第二影像群173来进行说明。移动向量计算单元13计算第一影像群172的多个移动向量1721以及第二影像群 173的多个移动向量1731。其中，移动向量计算单元13优选地以影像群的第一张手部影像与最后一张手部影像来计算该影像群的移动向量(motion vector)。参照图2，图2为本专利技术的多个影像群的示意图。在图2中，第一影像群172和第二影像群173分别包含7个手部影像。移动向量计算单元13以第一张手部影像1722和最后一张手部影像1723计算移动向量1721 ；并以第一张手部影像1732和最后一张手部影像1733计算移动向量1731，如图3中(A)所示。接着，动作判断单元14分别将多个移动向量1721的分布和多个移动向量 1731的分布与多个预设移动向量分布模型122进行比对，以从多个预设移动动作124中决定出第一影像群172的对应移动动作142以及第二影像群173的对应移动动作143。其中， 预设移动向量分布模型优选地为移动向量三维直方等化图(histogram equalization)，如图3中(B)所示。动作判断单元14计算该每个影像群的多个移动向量的分布与多个移动向量三维直方等化图之间的欧式距离(Euclidean distance)，并根据欧式距离来判断出对应移动动作。其中，两张影像之间的移动向量的计算方式以及欧式距离的计算方式为本领域的技术人员所熟知，故在此不再赘述。轨迹辨识单元15将对应移动动作142和对应移动动作143组合，并将组合与多个预设轨迹123进行比对，以从多个指令121中决定所选指令 151。指令执行单元16执行该所选指令151。其中，储存单元12根据需要可储存开始手势1 和结束手势129，手势辨识单元 18根据连续手部影像辨识出手势181，并判断手势181是否符合开始手势1 或结束手势 129。当该手势符合开始手势时，动作判断单元14开始进行上述移动向量的计算；当该手势符合结束手势时，动作判断单元14结束上述移动向量的计算。参照图4，图4为本专利技术的影像式手部动作辨识方法的第一实施流程图。在图4中， 该第一实施流程包含下列步骤。在步骤41中，提供多个指令、本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种影像式手部动作辨识系统，其特征在于，所述系统包含：影像接收单元，接收多张连续手部影像，并将所述多张连续手部影像分群成多个影像群；储存单元，储存多个指令、多个预设移动向量分布模型和多个预设轨迹，所述多个预设移动向量分布模型中每一个对应多个预设移动动作中的每一个，所述多个预设轨迹中每一个对应所述多个指令中的一个；移动向量计算单元，计算所述多个影像群中每一个的所述多个移动向量；动作判断单元，将所述多个影像群中每一个的多个移动向量的分布与所述多个预设移动向量分布模型进行比对，以从所述多个预设移动动作中判断出所述多个影像群中每一个的对应移动动作；轨迹辨识单元，将所述多个影像群中每一个的所述对应移动动作组合，并将组合与所述多个预设轨迹进行比对，以从所述多个指令中决定所选指令；指令执行单元，执行所述所选指令。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王静炜，罗仲成，
申请(专利权)人：宏碁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71