[发明专利]一种基于空鼠轨迹的手势识别方法

说明书

本发明公开了一种基于空鼠轨迹的手势识别方法，直接使用的是现成空鼠轨迹数据，所以有足够低的成本优势，同时采用了机器学习算法来识别手势，因此可以有更广泛的手势定义以及使用场景，通过该方式可以方便快捷的进行电视操作，且符合日常的操作习惯。

技术领域

本发明涉及智能电视技术领域，尤其涉及一种基于空鼠轨迹的手势识别方法。

背景技术

目前智能电视功能越来越强大，内容也越来越丰富，比如直播、网络购物等新兴形式，与用户之间的交互越来越重要，而传统电视的遥控器在这些高度交互依赖的场景操作起来略显复杂且不人性化，为了实现与电视机的快速且流畅的交互，基本都会搭载空鼠遥控器，使得用户操作电视就像操作手机一样简单。

但是由于目前空鼠识别方案都需要在识别精度与识别成本之间进行权衡妥协，完全符合人类操作习惯的动作识别难以实现或者实现起来很困难，现有的主流手势识别方案，他们要么采用基于摄像头的手势图像识别，要么采用在遥控器上增加触摸板的方式完成特定的手势识别。采用摄像头的手势识别需要增加高昂的硬件成本，且环境变化对识别精度影响较大，还存在一定的用户安全隐私隐患。采用触摸板方式的识别同样必须要有额外的硬件，同时增大了遥控器体积，便携性差，且手势识别种类少、识别操作繁琐。

考虑到目前智能电视上手势识别的实现方式，为了降低成本、提升使用范围和增强其便携性，提出了智能电视上基于空鼠轨迹的手势识别算法，它以空鼠数据为来源，直接利用空鼠的轨迹数据完成用户的手势识别。用户完成某些特定手势后会直观的生成相应的手势轨迹数据，我们根据这些手势轨迹数据进行深度学习完成自动识别，它不需要增加额外的数据采集设备，利用了现成的空鼠遥控器轨迹数据直接进行处理，同时可自定义各种手势，从而拥有很高的性能以及更广的使用范围，也减少了不必要的成本开销。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于空鼠轨迹的手势识别方法，应用于带空鼠遥控器的智能电视设备。本发明在现有智能电视的空鼠设备以及其软件基础上，通过接口获取空鼠的原始数据，并收集预先定义的特定手势的空鼠轨迹数据，对搜集的轨迹数据进行预处理和神经网络的学习，得到一个高识别率的最终模型，然后再将此模型部署到空鼠软件中，实时地对用户进行的空鼠操作进行识别，当该操作被识别为预定义手势时再通过功能控制模块完成对应功能控制。

本发明可以应用于任何带有空鼠遥控器的智能电视，可以方便快捷的搭载到现有产品中，且后续可便捷、快速的进行手势扩充以适配更多的功能。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于空鼠轨迹的手势识别方法，包括以下步骤：

步骤一、空鼠遥控器采集用户动作数据所需的软硬件设置；

数据采集模块采用加速度计以及陀螺仪传感器，集成在空鼠遥控器中；空鼠遥控器中同时集成蓝牙模块，完成与操作设备之间的数据通信；智能电视集成蓝牙模块，完成与遥控器之间的连接与通信；

步骤二、空鼠遥控器传感器硬件采集用户动作数据及利用采集的手势数据进行深度学习模型的训练，得到较高识别率的最终模型；

将传感器数据通过发送模块传递给数据接收单元，数据接收单元接收数据并传递给空鼠坐标转化算法程序处理；

将转化后的空鼠坐标以及功能控制结果映射到智能电视上，完成鼠标的绘制以及智能电视的画面、功能控制；

提取空鼠坐标轨迹数据并转化为空鼠深度学习算法可用数据；

将转化后的空鼠轨迹数据喂给深度学习算法进行训练，评估与模型调整，最终得到最优训练模型；

步骤三、将训练好的模型，部署到空鼠软件中；利用app端的模型部署框架完成用户手势的预测识别；根据识别结果判断识别准确性，当准确性超过95％则认为识别准确并执行相关手势功能。