[发明专利]手势输入的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输入系统，且特别有关于一种手势输入系统，其主要应用于一具有人机接口且以数据运算处理为基础的空间的系统。

背景技术

随着计算机及其它电子装置在我们的日常生活中变得更普遍，对更方便、直观及便携式输入装置的需求也在增长。指向装置是一类输入装置，其通常用来同与电子显示器相关联的计算机及其它电子装置互动。已知的指向装置及机器控制机制包括电子鼠标、轨迹球(trackball)、指标鼠(pointing stick)及触控板、触控屏幕及其它装置。已知的指向装置用来控制显示于相关联电子显示器上的光标的位置及/或运动。通过启动指向装置上的开关，指向装置亦可传送命令，例如特定位置命令。

在一些实例中，需要在一距离之外来控制电子装置，在此情况中，使用者无法触摸该装置。这些实例的一些范例为收看电视、观看个人计算机上的视频等等。在这些情况下，解决方案是使用一远程控制装置。最近，诸如手势的人类姿势已被提议作为一使用者接口输入工具，其即使在远离控制器装置的一距离也可使用。

现有以人类姿势在一距离之外操控电子装置(例如，一体成型计算机(allin one，AIO)、智能型电视(Smart TV)等装置)的系统有两类。一种是二维影像感应器，另外一种则是利用支持立体影像的3D立体摄影机。但二维影像感应器仅能检测肢体的于二维平面的移动向量，并无法检测肢体相对于感应器进行前后方向的动作，例如推/拉的动作。而支持立体影像的3D立体摄影机，虽可得到整个影像的深度信息，再追踪肢体(例如手部)于三维空间的动作变化。但是以结构光源(structured light)或时差测距(time of flight)技术为主能支持立体影像的3D摄影机系统成本昂贵，机构巨大且不利于整合。

此外，先前技术例如中国台湾专利TW I348127申请，也有使用于工作空间中随机取数个取样点的机率分布方式而以复杂的机率统计分析来检测手势的指向。先前技术例如国立成功大学资讯工程学系于2007年7月发表的硕士论文「耦合隐藏式马可夫模型于双手手势辨识(Recognition of Two-HandedGestures via Couplings of Hidden Markov Models)」，或是财团法人工业技术研究院所发表的Depth Camera Technology(Passive)，则介绍了以辨识手部肤色的方式来辨识手势动作。此外，先前技术例如国立中央大学资讯工程研究所2009年发表的「基于立体视觉手势辨识的人机互动系统(Human-MachineInteraction Using Stereo Vision-based Gesture Recognition)硕士论文，则有公开利用类神经网络求得像差与影像深度的映像模型来追踪与检测手势动作。如采用肤色检测辨识的解决方案时，容易因环境光源的改变而影响肤色的判别准确度。而若采需预先建立深度映像模型的解决方案，则要产生像差则二台摄影机必须平行摆放，且将最接近的物体当作是手势对象而会有误认或误判的风险。

因此，本发明提供了一种手势输入的方法及系统，其具有设计成本低廉与符合人体工学需求等特性，并且增加使用的简易性与方便性。特别是本发明可不受环境光线明暗强弱影响，也毋须先建立深度映像模型，更不用复杂的采样机率统计分析，而为一简单实用的手势动作检测解决方案。

发明内容

本发明提供一种手势输入的方法及系统。

本发明提供实施例的一种手势输入方法，用于一手势输入系统中以控制一显示装置的内容，其中该手势输入系统包括一第一影像提取装置、一第二影像提取装置、一物体检测单元、一三角定位单元、一记忆单元、一手势判断单元以及一显示装置。该方法包括：通过该第一影像提取装置提取一使用者的一手部并产生一第一灰阶影像画面；通过该第二影像提取装置提取该使用者的该手部并产生一第二灰阶影像画面；通过该物体检测单元分别检测取得该手部于该第一灰阶影像画面与该第二灰阶影像画面的一第一成像位置及一第二成像位置；通过该三角定位单元根据该第一成像位置及该第二成像位置计算该手部的一三维空间坐标；通过该记忆单元记录该手部于该三维空间坐标中的一移动轨迹；以及通过该手势判断单元用以识别该移动轨迹并据以产生一手势命令。