手势辨识装置及方法制造方法及图纸

一种手势辨识装置，包括一影像处理模组。该影像处理模组用以处理一影像，并包括：一肤色侦测单元，用以判断该影像中的肤色面积是否大于一门槛值；一特征侦测单元，电性连接该肤色侦测单元，用以辨识该影像中的一手部影像；以及一边缘侦测单元，电性连接该特征侦测单元，用以判断该手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系有关于一种，特别是有关于一种利用影像处理进行手势辨识的装置，和使用此装置的手势辨识方法。
技术介绍
使用者对人机界面系统(man - machine interface system)的操作要求越来越高，希望能更简化操作流程，让界面操作更直觉化。人机界面系统的操作机制大多为键盘操作、滑鼠操作、触控操作以及遥控器操作等四种机制。键盘操作适合于输入文字，但是现今的显示界面大多为图形显示界面，因此在使用上并不方便。滑鼠操作或遥控器操作虽然可提供不错的便利性，但是使用者必须依赖一外部装置来进行操作，控制距离也受到限制。触控操作则限制使用者必须在手指或触控笔在可触碰的萤幕范围内来操作人机界面。目前，人机界面系统的另一种操作机制是将手模拟成滑鼠使用。举例，Kinect人机界面系统先将手部追踪，藉以得到手部座标，然后将系统座标与手部座标连结，就可以将手模拟成滑鼠使用。若使用者将手往向前方向推出(朝向影像感测器的方向)，则可下达滑鼠点击动作(Click)等对应的指令动作。然而，Kinect的硬体架构包含矩阵式红外线发射器、红外线摄影机、可见光摄影机、矩阵式麦克风及马达等，造成硬体成本居高不下。虽然Kinect的硬体架构可以準确的取得手部在Z轴的座标值，但是在真实的应用中只需知道手部相对的前后关系就可以得知对应的指令动作。因此，便有需要提供一种可兼顾操作空间自由性以及徒手操作的，以解决前述的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的为，克服现有的操作机制的空间自由性不足，而提供一种兼顾操作空间自由性以及徒手操作的手势辨识方法及装置。为达成上述目的，本专利技术提供一种手势辨识方法，包括提供一影像；将该影像的三原色图转换为灰阶图；判断出该影像的一手部影像；以及判断出该手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标的其中至少一者。为达成上述目的，本专利技术另提供一种手势辨识装置，包括一影像处理模组。该影像处理模组用以处理一影像，并包括一肤色侦测单元，用以判断该影像中的肤色面积是否大于一门槛值；一特征侦测单元，电性连接该肤色侦测单元，用以辨识该影像中的一手部影像；以及一边缘侦测单元，电性连接该特征侦测单元，用以判断该手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标的其中至少一者。本专利技术的手势辨识方法及装置利用肤色侦测单元找出肤色面积，再利用特征侦测单元从影像中找出手部影像，并利用边缘侦测单元判断出手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标。后续的手部的空间位置变化、手指指尖的个数及手指的弯曲变化，再不需要整张画面的影像进行扫瞄辨识。因此，画面的影像档案小，可加快手部影像辨识的速度，控制单元再依据变化的结果执行相对应的动作。在使用上，使用者不用在局限于空间上的限制，可以较自由的操作及控制。附图说明图1为本专利技术具有手势辨识装置的人机界面系统的架构图。图2为本专利技术手势辨识方法流程图。图3为本专利技术肤色侦测方法流程图。图4a为本专利技术手部影像辨识示意图，其为灰阶示意图。图4b为本专利技术手部影像辨识示意图，其为选取手部影像的灰阶示意图。图4c为本专利技术手部影像辨识示意图，其为标示凸点、凹点及质心座标的灰阶示意图。图5为使用者使用本专利技术人机界面系统的示意图。主要元件符号说明1人机界面系统 10手势辨识装置 100影像擷取单元 20显示单元 200影像处理模组 210肤色侦测单元 220特征侦测单元 230边缘侦测单元 240资料库250控制单元 251触控点功能252手势判断功能 300使用者界面310图形使用者界面 320人性化界面410灰阶图 420第一手部影像 450凸点 460凹点470质心座标 510网路摄影机520影像处理模组 530电脑萤幕540使用者 步骤 S100 S112 步骤 S1021 S1023。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本专利技术作进一步详细说明。请参阅图1为本专利技术之一实施例的具有手势辨识装置的人机界面系统的架构图。人机界面系统I包括一手势辨识装置10及一显示单元20。手势辨识装置10包括一影像擷取单元100、一影像处理模组200及一使用者界面300。影像处理模组200包括一肤色侦测单元210、一特征侦测单元220、一边缘侦测单元230、一资料库240及一控制单元250。影像处理模组200电性连接于该影像擷取单元100。使用者界面300电性连接于影像处理模组 200。图2为本专利技术之一实施例的手势辨识方法流程图，请同时参阅图1。该手势辨识方法包括下列步骤 在步骤S100，提供第一影像。于本步骤中，由影像擷取单元100擷取第一影像，并电性连接该肤色侦测单元210，将该第一影像传递至该肤色侦测单元210。该影像擷取单元100可为摄影机或影像感测器。在步骤S102，肤色侦测单元210进行一肤色侦测步骤，将该第一影像的三原色(RGB)图转换为灰阶(Gray-level)图。请参阅图3，肤色侦测步骤，包括下列步骤 在步骤S1021，将该第一影像的三原色模型(RGB color model)转换为色度/饱和度/明度彩色模型(HSV彩色模型，HSV color model)。于本步骤中，该肤色侦测单元210从影像擷取单元100接收的图框(frame)为该第一影像，该第一影像原本是以三原色模型所表现，但为了进行肤色的判断，所以将三原色模型转换为HSV彩色模型，以方便后续的处理。在步骤S1022，移除该第一影像的明度参数，再以色度参数和饱和度参数做肤色的追踪而判断出该第一影像的肤色面积。于本步骤中，该肤色侦测单元210先进行移除该第一影像的明度参数，以减少外在环境光的影响。利用手掌的皮肤不会有黑色素生成，对色度参数和饱和度参数订出一个范围，并滤除未落在该范围的影像，并将该第一影像以灰阶表现而形成灰阶图410 (如图4a所示)。然后，计算落在该范围影像的面积即为肤色面积。在步骤S1023，判断出第一影像的肤色面积是否大于门槛值。于本步骤中，肤色侦测单元210判断该第一影像的肤色面积是否大于门槛值。该门槛值为该第一影像中肤色面积至少要占整个影像面积一预定比例。当肤色面积小于门槛值时，就回到步骤S100 ;亦即肤色侦测单元210就结束侦测流程，回到初始状态，并等待下一张影像再重复进行。当肤色面积大于门槛值时，肤色侦测单元210就就将该第一影像的灰阶图传递到该特征侦测单元220。假设，该影像面积为640 X 480，则第一影像中肤色面积至少要300 X 200，上述中的300X200即为上述的门槛值。在步骤S104，特征侦测单元220进行一特征侦测步骤，用以判断出该第一影像中的第一手部影像。于本步骤中，当特征侦测单元220电性连接该肤色侦测单元210，并从肤色侦测单元210收到该第一影像的灰阶图时，该特征侦测单元220利用哈尔(Haar)演算法进行辨识该第一影像的中的第一手部影像。根据哈尔(Haar)演算法可组出多个向量以建立一手部特征参数模型，进而能取得个别对应的样本特征参数值。在进行手部辨识时，该特征侦测单元220会擷取各手部区域的特征，以计算各手部区域所分别对应的区域参数特征值。接下来，将每个手部区域所对应的区域参数特征值，与样本特征参数值进行比较，以取得手部区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手势辨识方法，其特征在于：包括下列步骤：提供一第一影像；将该第一影像的三原色图转换为一第一灰阶图；判断出该第一影像的一第一手部影像；以及判断出该第一手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标的其中至少一者。

【技术特征摘要】
1.一种手势辨识方法，其特征在于包括下列步骤 提供一第一影像； 将该第一影像的三原色图转换为一第一灰阶图； 判断出该第一影像的一第一手部影像；以及 判断出该第一手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标的其中至少一者。2.根据权利要求1所述的手势辨识方法，其特征在于其中将该第一影像的三原色图转换为一第一灰阶图的步骤中，包括下列步骤 将该第一影像的三原色模型转换为色度/饱和度/明度彩色模型； 移除该第一影像的明度参数，再以色度参数和饱和度参数做肤色的追踪而判断出该第一影像的肤色面积，并将该第一影像以灰阶表现而形成该第一灰阶图；以及判断出该第一影像的肤色面积是否大于一门槛值。3.根据权利要求2所述的手势辨识方法，其特征在于其中该门槛值为该第一影像中的肤色面积占整个影像面积一预定比例。4.根据权利要求1所述的手势辨识方法，其特征在于更包括下列步骤 提供一第二影像； 将该第二影像的三原色图转换为一第二灰阶图； 判断出该第二影像的一第二手部影像；以及 判断出该第二手部影像的质心座标、指尖个数及指尖座标的其中至少一者。5.根据权利要求4所述的手势辨识方法，其特征在于其中将该第二影像的三原色图转换为一第二灰阶图的步骤中，更包括下列步骤 将该第二影像的三原色模型转换为色度/饱和度/明度彩色模型； 移除该第二影像的明度参数，再以色度参数和饱和度参数做肤色的追踪而判断出该第二影像的肤色面积，并将该第二影像以灰阶表现而形成该第二灰阶图；以及判断出该第二影像的肤色面积是否大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜智尹，黄子轩，张哲维，
申请(专利权)人：福建华映显示科技有限公司，中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：