[發明專利]一種手勢漫游控制系統的手勢控制方法

無效

• 申請號: 201210081888.7
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102662464A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 徐向民;苗捷;鐘俊洪;陳成斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

????本發明涉及人機交互技術，特別涉及一種手勢漫游控制系統的手勢控制方法。

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背景技術

????目前在各種人機交互的系統中，隨著各種技術實現上的突破，交互系統的設計更多關心的是如何提高用戶的交互體驗方面。為此，各種非接觸勢交互的方案應運而生，尤其是基于手勢與手勢漫游控制的方案。另外，各種基于手勢的控制系統也逐步走向成熟，在微軟kinect的沖擊下，越來越多廠商開始將現有的接觸式控制方式向非接觸式控制方式轉變。

????然而，在當前各種手勢漫游控制交互方案設計中，很大一部分方案沒有考慮人手的舒適運動區域，或者沒有給出一種系統而有效的人手運動區域的選擇方法，使用戶在操作過程中無法很輕易地漫游系統界面的各個區域或者難以精確到達用戶想到達的點。

人體工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素，研究人和機器及環境的相互作用，研究人們在各種環境?下的工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的科學。人體工程學為產品設計提出友善的操作界面以及舒適的外形設計，以此提高用戶的舒適度和加入美學的設計因素。?

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發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種手勢漫游控制系統的手勢控制方法，使用戶可在手部在能舒適的運動區域內漫游控制系統界面上的每一個點。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

????一種手勢漫游控制系統的手勢控制方法，包括以下步驟：

（1）用戶獲得手勢漫游控制系統的控制權；同時，手勢漫游控制系統對視頻傳感器傳送的圖像進行檢測，對人手對應的肩關節進行定位；

（2）以步驟（1）得到的肩關節為參考點，根據人體工程學確定人手的舒適運動區域；

（3）用戶對手勢漫游控制系統進行漫游控制操作；

（4）手勢漫游控制系統對視頻傳感器傳送的圖像進行檢測，確定人手在步驟（2）所確定的舒適運動區域的相對位置；

（5）將步驟（4）確定的人手在舒適運動區域的相對位置映射到手勢漫游控制系統的界面。

步驟（1）所述手勢漫游控制系統對視頻傳感器傳送的圖像進行檢測，對人手對應的肩關節進行定位，具體為：先利用Adaboost算法，使用大于300個人臉的正樣本和大于800個人臉的負樣本，訓練得到一個級聯的人臉強分類器；使用人臉強分類器對視頻傳感器傳送的圖像進行檢測，得到人臉在視頻圖像中的準確位置；由人臉在視頻圖像中的準確位置得出用戶頭頂在視頻圖像中的位置，再根據人體工程學的相關數據得出人手對應的肩關節在視頻圖像中的位置；

所述人體工程學相關數據為：平均成年人兩肩關節之間的距離為340mm，頭頂到肩關節所在平面的垂直距離為355mm。

步驟（2）所述根據人體工程學確定人手的舒適運動區域，具體為：

根據人體工程學，將人手的舒適運動區確定為一個大小為421.08mm×522.25?mm的矩形，以肩關節為比例分割點，水平方向上矩形左側與矩形右側的比例為1:1.41，豎直方向上矩形上側與矩形下側的比例為1.92:1。

步驟（4）所述確定人手在步驟（2）所確定的舒適運動區域的相對位置，具體為：先利用Adaboost算法，使用大于300個的手勢正樣本和大于800手勢負樣本，訓練一個級聯的手勢強分類器；使用手勢強分類器對視頻傳感器傳送的圖像進行檢測；對檢測到的手勢區域設定為感興趣區域，去除背景中的噪聲干擾；在感興趣區域內結合膚色檢測進行運動信息檢測，對人手進行跟蹤；

跟蹤后得到人手在視頻圖像中的準確位置（x2，y2），確定人手在人手舒適運動區域的相對坐標（x0，y0）：設舒適運動區域的左上角在視頻圖像中的坐標為（x1，y1），則x0=x2-x1，y0=y2-y1。

所述在感興趣區域內進行結合膚色檢測進行運動信息檢測，對人手進行跟蹤，具體為：在感興趣區域內進行結合膚色檢測、采用幀差和背景差分進行運動信息的檢測，并結合Camshift算法對人手進行跟蹤。

步驟（5）所述將步驟（4）確定的人手在舒適運動區域的相對位置映射到手勢漫游控制系統的界面，具體為：

設步驟（2）所確定的舒適運動區域的長和寬分別為a1,b1，控制系統界面屏幕的長和寬分別為a2,b2，步驟（4）確定的人手在舒適運動區域的相對位置的坐標為（x0，y0），則映射到屏幕控制點的位置坐標x,y滿足以下關系：