[发明专利]影像式手部动作辨识系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像式手部动作辨识系统及其方法，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领域。

背景技术

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。

发明内容

根据上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种影像式手部动作辨识系统及其方法，以提高手部动作辨识的准确率。

根据本发明的目的，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)。

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。

根据本发明的目的，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为本发明的影像式手部动作辨识系统的实施方块图；

图2为本发明的多个影像群的示意图；

图3为本发明的移动向量分布模型的示意图；

图4为本发明的影像式手部动作辨识方法的第一实施流程图；

图5为本发明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             12：储存单元

121：指令                    122：预设移动向量分布模型

123：预设轨迹                124：预设移动动作

128：开始手势                129：结束手势

13：移动向量计算单元         14：动作判断单元

142、143：对应移动动作       15：轨迹辨识单元