[发明专利]基于手势控制电灯的方法及其智能电灯系统

权利要求书

1.一种基于手势控制电灯的方法，其特征在于：通过摄像头获得手部图像；通过YCr’Cb’椭圆模型以及K-means均值聚类法将该手部图像进行手势分割，获得手势分割图，并提取手势轮廓，根据手势轮廓图获得手势图像特征；最后，通过对手势特征与数据库中的初始特征进行对比，分析识别出对应的手势；而后，根据识别出的手势信息，将特定手势设定的电灯控制信号输出到外设的智能电灯上，并对智能电灯进行控制；所述手势轮廓图的具体提取方法为：首先将经过滤波处理的RGB手部图像由RGB色度空间转换为YCrCb色度空间；而后通过非线性方程Y、Cr、Cb与Cr’、Cb’的关系将YCrCb模型转换为YCr’Cb’椭圆模型；然后根据YCr’Cb’椭圆模型进行手部的肤色检测，得到肤色检测图；再对检测结果进行二值化处理；之后通过K-means类聚法对肤色的面积与深度进行类聚；最后根据面积与深度去除非手势部分，得到手势轮廓图。

2.根据权利要求1所述的基于手势控制电灯的方法，其特征在于所述的手势特征通过以下手势特征值g进行表达：

g＝G(x₁,x₂,t₁,…t_n,p₁,…,p_n-1,h₁,…,h_n)

该式中，x₁表示一个手掌指尖的数量，x₂则表示合并手指的数量，t_i 为各指尖到手掌中心点与手掌本身长度的比，p_j 则代表两相邻手指的指尖到手掌中心点连线的夹角，n为正整数，h是Hu不变矩；且该式中各参数需满足下式：

3.根据权利要求1所述的基于手势控制电灯的方法，其特征在于所述的手势特征通过如下手势特征参数进行表达：手掌指尖的数量x₁、合并手指的数量x₂、各指尖到手掌中心点与手掌本身长度的比t_i、两相邻手指的指尖到手掌中心点连线的夹角p_j；且各参数需满足下式，下式中的n为正整数：

4.一种基于手势控制电灯的智能电灯系统，其特征在于：包括视频输入设备、人机交互平台、控制器及智能灯；该视频输入设备用于采集手势图像；该人机交互平台通过手势分割确定手势特征值，将手势信息转化成对机器的控制指令；该控制器通过远程客户端发出的一系列指令对智能灯进行控制；该智能灯则执行相应的控制指令；该智能电灯系统的控制方法，包括如下步骤：

S010、初始化：系统在启动之前，要先做初始化；

S020、获取图像：通过摄像头来获取手部图像，之后对获取的手部图像进行滤波处理；若未获取到图像，则系统报错不显示图像，并重新开始；

S030、手势分割：首先将经过滤波处理的RGB手部图像由RGB色度空间转换为YCrCb色度空间；而后通过非线性方程Y、Cr、Cb与Cr’、Cb’的关系将YCrCb模型转换为YCr’Cb’椭圆模型；然后根据YCr’Cb’椭圆模型进行手部的肤色检测，所得的肤色检测图即为分割图；再对检测结果进行二值化处理；之后通过K-means类聚法对肤色的面积与深度进行类聚；最后根据面积与深度去除非手势部分，从而得到手势轮廓图；

S040、手势特征提取：根据步骤S030获得的手势轮廓提取手势的特征；

S050、手势识别：将步骤S040提取的手势特征与数据库中所有手势的初始特征进行对比，如果满足阈值，则判定为该手势；

S060、根据识别结果对电灯进行控制：根据步骤S050识别手势，匹配数据库中对应的电灯控制信号，对电灯进行控制。