[發明專利]一種基于參考區域和時域信息的人機交互方法及系統

有效

• 申請號: 201110239672.4
• 申請日: 2011-08-20
• 公開（公告）號: CN102436301A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 譚文偉
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;楊宏

技術領域

?本發明涉及多媒體圖像處理技術領域，尤其涉及的是一種基于參考區域和時域信息的人機交互方法及系統。

背景技術

人機交互（Human-Computer?Interaction,?簡寫HCI）：是實現人與計算系統進行交交互。隨著計算機技術的迅猛發展，人與計算機的交互活動逐漸成為人們日常生活的一個重要組成部分。鼠標、鍵盤等傳統的人機交互設備在使用的自然性和友好性等方面都存在一定的局限性，因此研究符合人際交流習慣的人機交互技術成為了當前的發展趨勢。

以往的人機交互方式需要附加特定的傳感器，比如手柄，遙控器，數據手套。這種方式給用戶操作帶來了許多不方便。還有的人機交互方式通過人手手形檢測和跟蹤來完成，由于人手的活動自由度很大，形狀變化大，因此在復雜的自然場景下檢測率不高。這樣的方法使得交互需要更多的時間負擔，難以滿足許多實時人機交互應用的需求。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于參考區域和時域信息的人機交互方法及系統，提供了一種基于計算機視覺的可包容更多人體動作靈活性以及實時的人機交互方法，通過基于參考區域的選擇方法和時域信息處理就跳過了人手手形檢測和跟蹤，從而簡化了處理過程，提高人機交互效率。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于參考區域和時域信息的人機交互方法，其中，包括步驟：

A、通過攝像頭采集人體圖像，以人臉為參照物體，采用參考區域自適應選擇算法將參考區域自適應地選擇在人臉區域側的某個區域，并獲取參考區域RGB彩色圖像；

B、獲取步驟A中參考區域RGB彩色圖像的相鄰幀差圖像；

C、根據步驟B獲取的相鄰幀差圖像計算二維空間參考區域內人體的運動特征，通過計算參考區域RGB彩色圖像在某時域內的運動特征，并計算出時域運動特征向量；

D、將步驟C中計算出的運動特征向量與預定動作類型模版特征庫中的動作類型模版進行特征比對，計算運動特征向量與動作類型模版的相似度；

E、根據步驟D計算相似度獲得的結果對參考區域內的人體運動進行判斷，最后輸出動作事件標準數據，供外層應用程序調用。

所述基于參考區域和時域信息的人機交互方法，其中，所述步驟A具體包括如下步驟：

A1、計算通過攝像頭采集到的人體圖像的積分圖，提取該人體圖像的類矩形特征，根據預定的分類器特征庫，運行cascade級聯的方法在該人體圖像中搜索人臉區域；

A2、以人臉為參照物體，采用參考區域自適應選擇算法將參考區域自適應地選擇在人臉區域側的某個區域，計算參考區域RGB彩色圖像的位置及大小:???????????????????????????????????????????????，其中、P是包含參考區域RGB彩色圖像中心點橫坐標、縱坐標、寬度和高度的向量，T是映射函數，自變量分別表示輸入人臉區域的中心位置橫坐標、縱坐標、寬度和高度。

所述基于參考區域和時域信息的人機交互方法，其中，所述步驟A1中的預定的分類器特征庫包括如下步驟：

A11、計算所述人體圖像的積分圖，提取所述人體圖像的類矩形特征；

A12、根據Adaboost算法篩選有效的特征，構成弱分類器；

A13、通過組合多個弱分類器，構成強分類器；

A14、級聯多個強分類器，形成人臉檢測的分類器特征庫。

所述基于參考區域和時域信息的人機交互方法，其中，所述步驟B具體包括如下步驟：

B1、將所述參考區域RGB彩色圖像通過如下公式：

???????????????

進行灰度化處理；其中x?、y?為所述參考區域RGB彩色圖像中任意像素點的橫坐標和縱坐標，f(x,y)表示灰度圖像，其值在0~255之間；

B2、通過公式：，其中、分別為相鄰前后幀像素點的灰度值,?為設定的變化閾值，來計算相鄰幀差圖像中任意像素的運動變化值，該值為1的像素表示有運動點，為0的像素表示沒有運動點。

所述基于參考區域和時域信息的人機交互方法，其中，所述步驟C中的統計二維空間運動特征具體包括：

C11、根據步驟B2中相鄰幀差圖像所述運動變化值計算運動點個數，計算公式為，其中W、H分別表示相鄰幀差圖像的寬和高；

C12、根據步驟C11中相鄰幀差圖像的運動點個數來計算運動質心位置，計算公式為,；