手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)一種手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種可執(zhí)行于復(fù)雜場(chǎng)景的手勢(shì)辨識(shí) 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 自然用戶界面（NUI)為一種無(wú)形且不需人工控制裝置（例如鍵盤(pán)及鼠標(biāo)）的用戶 界面。人與機(jī)器之間的互動(dòng)可借由靜態(tài)或動(dòng)態(tài)手勢(shì)來(lái)達(dá)成。微軟的體感設(shè)備Kinect為一種 基于視覺(jué)的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其使用靜態(tài)手勢(shì)或動(dòng)態(tài)手勢(shì)W進(jìn)行用戶與計(jì)算機(jī)之間的互動(dòng)。
[0003] 傳統(tǒng)基于視覺(jué)的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)容易因周?chē)饩€與背景物件，在物件辨識(shí)時(shí)得到錯(cuò) 誤的判斷結(jié)果。自辨識(shí)物件（此處指的是手）揃取得到特征后，使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)W執(zhí)行分類(lèi)， 借W辨識(shí)出手勢(shì)。傳統(tǒng)分類(lèi)方法的缺點(diǎn)為龐大的訓(xùn)練數(shù)據(jù)或者因不明特征而得到錯(cuò)誤判 斷。
[0004] 鑒于上述，因此急需提出一種新穎的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，用W更準(zhǔn)確且快速地辨識(shí)出 靜態(tài)手勢(shì)或/且動(dòng)態(tài)手勢(shì)。
[0005] 有鑒于上述現(xiàn)有的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制 造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加 W研究創(chuàng)新，W期創(chuàng)設(shè)一種 新型的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的 研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)存在的缺陷，而提供一種新型的手 勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可正確執(zhí)行于復(fù)雜場(chǎng)景且可降低手勢(shì)分類(lèi)的復(fù)雜 度，從而更加適于實(shí)用。
[0007] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題另外再采用W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，包含：
[0008] 候選點(diǎn)偵測(cè)單元，接收輸入影像W產(chǎn)生候選點(diǎn)；
[0009] 靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元，根據(jù)該候選點(diǎn)W辨識(shí)靜態(tài)手勢(shì)；
[0010] 多手追蹤單元，借由連續(xù)輸入影像之間的配對(duì)W追蹤多手；及
[0011] 動(dòng)態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元，根據(jù)該多手追蹤單元的追蹤路徑W得到動(dòng)量累積值，借W辨 識(shí)動(dòng)態(tài)手勢(shì)。
[0012] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用W下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0013] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的候選點(diǎn)偵測(cè)單元執(zhí)行W下步驟：
[0014] 根據(jù)色彩、深度及動(dòng)量W揃取特征，借W分別產(chǎn)生色彩可靠圖、深度可靠圖及動(dòng)量 可靠圖；
[0015] 相對(duì)于操作狀態(tài)W決定該色彩、深度及動(dòng)量的權(quán)重；及
[0016] 使用該些權(quán)重，W結(jié)合該色彩可靠圖、該深度可靠圖及該動(dòng)量可靠圖，因而產(chǎn)生混 合可靠圖，W提供該候選點(diǎn)。
[0017] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的色彩可靠圖是根據(jù)該輸入影像的膚色所產(chǎn)生 的。
[0018] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的深度可靠圖是根據(jù)該輸入影像的手的深度所產(chǎn) 生的。
[0019] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的深度可靠圖中，位于手的深度范圍的像素則指 定予較高值。
[0020] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的動(dòng)量可靠圖是根據(jù)一系列輸入影像的動(dòng)量所產(chǎn) 生的。
[0021] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的動(dòng)量可靠圖中的動(dòng)量是使用二輸入影像之間的 絕對(duì)差之和（SAD)來(lái)量測(cè)。
[0022] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的操作狀態(tài)包含初始陳述、動(dòng)量、手是否接近臉或 上述的組合。
[0023] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元執(zhí)行W下步驟：
[0024] 自該候選點(diǎn)相應(yīng)的手切割出手掌；
[00巧]借由紀(jì)錄該手掌的中必與該手掌的邊緣之間的距離W產(chǎn)生距離曲線，借W辨識(shí)靜 態(tài)手勢(shì)；及
[0026] 對(duì)多種靜態(tài)手勢(shì)進(jìn)行分類(lèi)。
[0027] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的靜態(tài)手勢(shì)是根據(jù)辨識(shí)到的展開(kāi)手指數(shù)目進(jìn)行分 類(lèi)。
[0028] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中在該多手追蹤單元中，如果因?yàn)槲锛x開(kāi)而造成追蹤 手的失配，則將相應(yīng)追蹤路徑刪除。
[0029] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中在該多手追蹤單元中，如果因?yàn)槲锛诒味斐勺粉?手的失配，則借由外差技術(shù)W產(chǎn)生預(yù)期追蹤手。
[0030] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中在該多手追蹤單元中，如果因?yàn)槲锛M(jìn)入而造成追蹤 手的失配，則產(chǎn)生新的追蹤路徑。
[0031] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)失配的追蹤手時(shí)，則自該多手追蹤單元回授至該候 選點(diǎn)偵測(cè)單元。
[0032] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中所述的經(jīng)辨識(shí)的動(dòng)態(tài)手勢(shì)被饋至自然用戶界面W執(zhí)行 預(yù)先定義的工作。
[0033] 前述的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，其中用戶根據(jù)該自然用戶界面，使用經(jīng)辨識(shí)的動(dòng)態(tài)手勢(shì)W 繪制線條。
[0034] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。本發(fā)明一種手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)， 包含候選點(diǎn)偵測(cè)單元、靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元、多手追蹤單元及動(dòng)態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元。候選點(diǎn)偵測(cè) 單元接收輸入影像W產(chǎn)生候選點(diǎn)。靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元根據(jù)候選點(diǎn)W辨識(shí)靜態(tài)手勢(shì)。多手追 蹤單元借由連續(xù)輸入影像之間的配對(duì)W追蹤多手。動(dòng)態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元根據(jù)多手追蹤單元的 追蹤路徑W得到動(dòng)量累積值，借W辨識(shí)動(dòng)態(tài)手勢(shì)。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種強(qiáng)健 手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)，可正確執(zhí)行于復(fù)雜場(chǎng)景且可降低手勢(shì)分類(lèi)的復(fù)雜度。
[0035] 上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予W實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，W下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)的方框圖。
[0037] 圖2顯示圖1的候選點(diǎn)偵測(cè)單元所執(zhí)行步驟的流程圖。
[003引圖3顯示圖1的靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元所執(zhí)行步驟的流程圖。
[0039] 圖4例示距離曲線。
[0040] 圖5例示根據(jù)辨識(shí)到的展開(kāi)手指數(shù)目所得到的手勢(shì)分類(lèi)。
[0041] 圖6例示借由連續(xù)圖框之間的匹配W追蹤多手。
[0042] 圖7A顯示自然用戶界面，用W在揃取影像上單手繪圖。
[0043] 圖7B顯示使用圖7A的靜態(tài)手勢(shì)W構(gòu)成動(dòng)態(tài)手勢(shì)。
[0044] 【符號(hào)說(shuō)明】
[004引 100 ;手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)
[0046] 11 ;候選點(diǎn)偵測(cè)單元
[0047] 111 ;交互式特征揃取
[0048] 112:自然用戶場(chǎng)景分析
[0049] 113;混合可靠圖產(chǎn)生
[0050] 12 ;靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元
[0051] 121 ;動(dòng)態(tài)手掌切割
[005引 122 ;高準(zhǔn)確度手指?jìng)蓽y(cè)
[005引 123 ;階層式手勢(shì)辨識(shí)
[0054] 13 ;多手追蹤單元
[00巧]14 ;動(dòng)態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元
【具體實(shí)施方式】
[0056] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，W下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功 效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0057] 圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的手勢(shì)辨識(shí)系統(tǒng)100的方框圖。在本實(shí)施例中，手勢(shì)辨識(shí) 系統(tǒng)100主要包含候選點(diǎn)（candidate node)偵測(cè)單元11、靜態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元12、多手追蹤 單元13及動(dòng)態(tài)手勢(shì)辨識(shí)單元14。W下將詳細(xì)描述送些單元的細(xì)節(jié)。手