[发明专利]手势辨识装置及方法

说明书

技术领域

本发明系有关于一种手势辨识装置及方法，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。

背景技术

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手势辨识装置及方法，以解决前述的问题。

发明内容

本发明的一目的为，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，本发明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，本发明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。

本发明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为本发明具有手势辨识装置的人机界面系统的架构图。 

图2为本发明手势辨识方法流程图。

图3为本发明肤色侦测方法流程图。

图4a为本发明手部影像辨识示意图，其为灰阶示意图。

图4b为本发明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为本发明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为使用者使用本发明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。

具体实施方式