[发明专利]基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法及装置

权利要求书

1.一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，该解锁方法，包括以下步骤：

步骤(1)：初始化图像处理与识别模块中手势库，预设密码解锁界面启动的手势和解锁手指轨迹；

步骤(2)：图像采集模块采集与密码解锁界面相对应的垂直方向上的图像信息；

步骤(3)：图像处理与识别模块获取步骤(2)中的图像采集模块采集的图像信息，采用肤色分割的方法来检测手部区域；

步骤(4)：图像处理与识别模块从检测到的手部区域中识别手势变化，若该变化的手势与步骤(1)预设的密码解锁界面的启动手势匹配，则密码解锁界面启动，进入步骤(5)；若不匹配，则密码解锁界面不启动；所述手势变化为由手掌变为拳头或由拳头变为手掌；

步骤(5)：指尖及其运动轨迹检测模块从检测到的手部区域中识别指尖，并跟踪指尖在解锁界面上的运动轨迹，与步骤(1)中预设的解锁手指轨迹对比；

若匹配，则所述的基于视频图像手势识别的非接触式解锁装置由锁定状态变更到解锁状态；若不匹配，则解锁装置维持不变；

所述步骤(5)中指尖及其运动轨迹检测模块检测手部区域中指尖的具体过程为：

确定手部区域的中心，计算中心到手部边缘的平均距离u；确定手部区域中心上部距离中心的最远点的位置，以及该点与中心点之间的距离d；

若d与平均距离u之比大于1.6，表示该位置为指尖所在位置。

2.如权利要求1所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3)中图像处理与识别模块检测手部区域的过程为：

步骤(3.1)：对图像采集模块所采集的图像进行提取肤色区域并设定阈值将图像二值化；

步骤(3.2)：对二值化后的图像进行中值滤波和形态学操作，用于消除噪声的干扰；

步骤(3.3)：对于去噪后的二值图像进行连通域查找，并计算每个连通域的面积，提取的两个面积最大的连通域；

若连通域的面积小于预设阈值，则该连通域非手部区域，将小于该阈值的连通域内的像素值置零；

步骤(3.4)：在提取的两个面积最大的连通域中，采用人脸检测算法进行人脸检测；若存在人脸，将人脸区域所对应的连通域内的像素值置零。

3.如权利要求2所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3.1)中图像采集模块所采集的图像为RGB图像。

4.如权利要求2所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3.1)中将图像二值化的过程为：

将图像采集模块所采集的图像转换到YCbCr空间，提取Cb和Cr分量并设定阈值将图像二值化，其中140<Cr<200并且80<Cb<200。

5.如权利要求2所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3.2)中的形态学操作，包括膨胀和腐蚀。

6.如权利要求2所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3.3)中两个面积最大的连通域分别为手的区域和脸部区域。

7.如权利要求2所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(3.4)中的人脸检测算法采用基于Adaboost的人脸检测算法。

8.如权利要求1所述的一种基于视频图像手势识别的非接触式解锁方法，其特征在于，所述步骤(4)中图像处理与识别模块检测手部区域手势变化具体过程为：

步骤(4.1)：计算步骤(3)所获取的手部区域的二值化图像中心；

步骤(4.2)：间隔行扫描手部区域的二值化图像的中心以上的区域；

步骤(4.3)：设置行扫描次数h，扫描间隔为n＝height/h；其中，height表示二值化手势图像的中心以上的区域的高度；

步骤(4.4)：记录每一行从像素值从0到255和255到0的跳变，像素值从0跳变到255时开始，到255跳变到0为止，表示有一根手指；

步骤(4.5)：统计每行平均变化的手指个数，若手指个数大于3这表示检测到了手掌；若平均手指个数为0，这表示检测到了拳头；

其中，两个手指间的间隔大于10个像素；

步骤(4.6)：在检测到手势由手掌变为拳头或由拳头变为手掌的时候启动解锁界面。