[發(fā)明專利]一種計算機視覺控制窗口的自適應(yīng)系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN103076873A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張輝;李長路;孫鵬;王健飛;桓自強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模式識別技術(shù)，智能終端輸入技術(shù)，主要實現(xiàn)視覺輸入過程中，對象在視野活動范圍與終端上對應(yīng)活動范圍之間的映射關(guān)系自適應(yīng)，即本發(fā)明提供一種計算機視覺控制窗口的自適應(yīng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前各種智能終端如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，飛速發(fā)展，終端用戶體驗日益成為發(fā)展終端技術(shù)焦點，在這一過程中，新的輸入輸出方式、設(shè)備不斷被提出、應(yīng)用。

近年來輸入技術(shù)方面的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)了融合、體感、人性的趨勢。一方面原本通常用在不同智能終端的輸入方式互相交叉、融合、移植，鍵盤、觸摸屏、遙控器、鼠標(biāo)器均在不同的智能終端上得到廣泛應(yīng)用，甚至融合成如“鼠標(biāo)遙控器”之類的復(fù)雜輸入設(shè)備；另一方面，結(jié)合體感設(shè)備和模式識別技術(shù)，更加人性化的終端輸入方式也受到越來越廣泛的關(guān)注，已經(jīng)成為整個行業(yè)競爭的熱點。

這方面美國微軟公司和日本的任天堂公司都于近期推出了非常典型的產(chǎn)品。微軟的xbox系統(tǒng)側(cè)重于利用復(fù)雜的攝像頭綜合技術(shù)，人體建模的技術(shù)，實現(xiàn)智能終端對人體活動的“識別”，日本任天堂的產(chǎn)品則更強調(diào)利用接觸式的傳感設(shè)備實現(xiàn)人體與設(shè)備之間的感知、力的作用等互動效果。據(jù)悉，聯(lián)想也即將推出xbox的同類產(chǎn)品ebox。

計算機視覺輸入，通常是利用不同的算法分析攝像頭視頻流，提取終端識別的信號并以各種形式呈現(xiàn)給用戶。我們實現(xiàn)的“基于計算機視覺的體感輸入(CVII)原型系統(tǒng)”就是利用跟蹤算法在確定對象位置、軌跡，從而實現(xiàn)僅用手勢完成類鼠標(biāo)操作的一個原型系統(tǒng)。但由于人與攝像頭位置、手勢幅度因人因時而異，攝像頭視野中的手勢活動范圍與屏幕區(qū)域之間的對應(yīng)關(guān)系需要適時調(diào)整，否則在輸入指令時用戶及其手勢需要保持在指定位置，或者定向移動，非常不人性化，是的這類輸入技術(shù)的實用價值大打折扣。因此，需要對計算機視覺設(shè)備輸入的視野進(jìn)行處理，從攝像頭視野中確定對象活動區(qū)域，映射到終端的整個視野上，并實現(xiàn)動態(tài)的自適應(yīng)。計算機視覺輸入時需要一種方法，實現(xiàn)對象在攝像頭視野中活動范圍與終端上對應(yīng)活動范圍之間的映射關(guān)系自適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的計算機視覺輸入時，對象在攝像頭視野中活動范圍與終端上對應(yīng)活動范圍之間的映射關(guān)系不能自適應(yīng)的問題，從而提供一種計算機視覺控制窗口的自適應(yīng)系統(tǒng)及方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種計算機視覺控制窗口的自適應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使對象在攝像頭視野中活動范圍與終端上對應(yīng)活動范圍之間的映射關(guān)系自適應(yīng)，包含，用于拍攝的視覺設(shè)備，感興趣對象，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含設(shè)置于終端上的：

識別算法處理模塊，用于確定感興趣對象的目標(biāo)位置及軌跡。

映射模塊，用于確定終端視野與外部視野之間的初始的映射區(qū)域和映射關(guān)系，并為自適應(yīng)模塊提供前一時刻的映射區(qū)域和映射關(guān)系信息；和

自適應(yīng)處理模塊，用于根據(jù)感興趣對象的位置和軌跡變化動態(tài)地調(diào)整終端視野與外設(shè)視野的映射關(guān)系，以得到包含感興趣對象的終端視野。

其中，所述外部視野為用于拍攝的視覺設(shè)備所能觀測到的視野范圍；所述終端視野為終端關(guān)注和顯示的視野范圍，所述終端視野為所述外部視野顯示的部分或全部內(nèi)容。

可選的，所述識別算法采用TLD算法。

所述自適應(yīng)處理模塊還進(jìn)一步包含如下子模塊：

比較判決子模塊，用于將感興趣對象的位置和軌跡和終端視野顯示的當(dāng)前映射區(qū)域進(jìn)行比較，并依據(jù)策略生成調(diào)整子模塊可識別的判決命令。

調(diào)整子模塊，用于執(zhí)行判決命令，依據(jù)新的映射區(qū)域調(diào)整終端視野。

其中，所述策略為：當(dāng)感興趣對象的位置和軌跡信息與終端當(dāng)前的終端視野窗口的內(nèi)容比較時，若感興趣對象在一設(shè)置的時間段內(nèi)在某一方向上不觸界，則做出在該方向向內(nèi)收縮終端視野窗口的判決命令；如果有觸界的動作發(fā)生，則進(jìn)一步判斷是否頻繁越界，如果是則沿該方向擴(kuò)展終端視野窗口；如果不是頻繁越界，則保持終端視野窗口大小不變；所述的界為映射區(qū)域的邊界。所述終端視野窗口的調(diào)整范圍不超過外設(shè)視野的范圍。

基于上述系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種計算機視覺控制窗口的自適應(yīng)方法，該方法將感興趣對象在攝像頭視野中活動范圍與終端上對應(yīng)活動范圍之間的映射關(guān)系進(jìn)行自適應(yīng)，所述方法包含：

步驟1，感興趣對象位置和軌跡的識別提取。

步驟2，確定外設(shè)視野到終端視野之間的初始映射區(qū)域。

步驟3，基于初始映射區(qū)域，自適應(yīng)調(diào)整外設(shè)視野到終端視野之間的映射關(guān)系。