[发明专利]手势识别系统及手势识别方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种人机接口装置，特别是关于一种应用扩展景深（Extend Depth ofField）透镜的手势识别系统及手势识别方法。

背景技术

近年来，在多媒体系统导入互动机制以增加操作便利性的方式已成为热门的技术，其中手势识别更成为取代传统鼠标、摇杆或遥控器的重要技术。

手势识别系统通常包含图像传感器及处理单元，其中所述图像传感器用以获取包含操控物体，例如手指的图像；所述处理单元则后处理所述图像并据此控制应用程序。

例如图1所示，图像传感器91用以获取包含其焦距范围FR内的物体O的多个图像，处理单元92则根据所述图像识别所述物体O的位置变化。然而，所述处理单元92并无法根据所述图像判断所述物体O的深度（depth），而且当所述焦距范围FR内包含其它物体时，例如背景物体O′，所述处理单元92并无法区别所述物体O及O′，因而可能导致误控制的情形。

请参照图2所示，为了能够识别物体O的深度，已知可利用红外光源93投射出图案，例如棋盘图案，至所述物体O，如此所述处理单元92则可根据所述图像传感器91所获取的图像中所述图案的尺寸来识别所述物体O的深度。然而，当所述图案受到环境光源干扰时，仍可能出现误控制的情形。

有鉴于此，本发明还提出一种手势识别系统及手势识别方法，其可识别物体的三维坐标并可根据所述三维坐标的坐标变化与图像装置进行互动。

发明内容

本发明的目的在提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可根据事先建立的扩展景深透镜的不同色光相关的深度与清晰度的对照信息或关系图决定至少一物体深度。

本发明另一目的在于提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可排除预设的操作范围以外的物体，借此消除环境物体的干扰。

本发明另一目的在于提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可搭配部分取样（subsampling）技术以节省处理单元的运算耗能。

本发明提供一种手势识别系统，包含扩展景深透镜（EDOF透镜）、图像传感器及处理单元。所述图像传感器通过所述扩展景深透镜获取一图像帧。所述处理单元用以计算所述图像帧中至少一物体图像的目前清晰度，并根据所述目前清晰度与对照信息求得所述物体图像的目前深度。

一实施例中，所述对照信息包含所述扩展景深透镜的各色光相关的深度与清晰度的对照信息，并储存在存储单元中。所述对照信息例如可以对照表或其它形式储存在所述存储单元中，并无特定限制。

本发明还提供一种手势识别方法，包含下列步骤：建立并储存扩展景深透镜的各色光相关的深度与清晰度的对照信息；利用图像传感器通过所述扩展景深透镜获取图像帧；利用处理单元计算所述图像帧中至少一物体图像的目前清晰度；以及根据所述目前清晰度及所述对照信息求得所述至少一物体图像的目前深度。

一实施例中，所述物体图像的目前清晰度为所求得所述图像帧中所包含物体图像的清晰度数值最高的清晰度。

本发明还提供一种手势识别系统，包含扩展景深透镜、图像传感器、存储单元及处理单元。所述图像传感器通过所述扩展景深透镜连续获取图像帧。所述存储单元预先储存有所述扩展景深透镜的各色光相关的清晰度范围。所述处理单元根据所述图像帧中所述清晰度范围内的至少一物体图像进行手势判断。

一实施例中，可预先设定并储存操作范围以使所述处理单元能够据此将所述操作范围外的物体图像排除，借此消除环境物体的影响；其中，所述操作范围可为出厂前预先设定或在实际操作前通过设定阶段所设定的深度范围或清晰度范围。所述清晰度范围包含各颜色子图像的清晰度范围，所述深度范围包含各颜色子图像的深度范围。例如，所述各颜色子图像包含红色子图像、绿色子图像及蓝色子图像。

另一实施例中，所述操作范围可为深度阈值或清晰度阈值，本发明仅使用深度小于所述深度阈值或清晰度大于所述清晰度阈值的至少一物体图像进行手势识别，并排除其它环境物体。

一实施例中，所述处理单元求得所述目前清晰度前还可针对所述图像帧执行部分取样处理，以节省所述处理单元的运行耗能；其中，所述部分取样处理的部份取样像素区域至少为6×6像素区域或者每一轴向至少包含3个各颜色像素。

本发明的手势识别方法还包含下列步骤：将所述图像帧分割为三个颜色子图像；利用所述处理单元计算所述图像帧的至少一颜色子图像中至少一物体图像的目前颜色清晰度；以及根据所述目前颜色清晰度及所述对照信息求得所述物体图像的所述目前深度。