[發明專利]手勢識別系統及手勢識別方法

在審

• 申請號: 201210326393.6
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN103679182A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 許恩峰
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60;G06F3/01
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;南毅寧

技術領域

本發明是關于一種人機接口裝置，特別是關于一種應用擴展景深（Extend?Depth?ofField）透鏡的手勢識別系統及手勢識別方法。

背景技術

近年來，在多媒體系統導入互動機制以增加操作便利性的方式已成為熱門的技術，其中手勢識別更成為取代傳統鼠標、搖桿或遙控器的重要技術。

手勢識別系統通常包含圖像傳感器及處理單元，其中所述圖像傳感器用以獲取包含操控物體，例如手指的圖像；所述處理單元則后處理所述圖像并據此控制應用程序。

例如圖1所示，圖像傳感器91用以獲取包含其焦距范圍FR內的物體O的多個圖像，處理單元92則根據所述圖像識別所述物體O的位置變化。然而，所述處理單元92并無法根據所述圖像判斷所述物體O的深度（depth），而且當所述焦距范圍FR內包含其它物體時，例如背景物體O′，所述處理單元92并無法區別所述物體O及O′，因而可能導致誤控制的情形。

請參照圖2所示，為了能夠識別物體O的深度，已知可利用紅外光源93投射出圖案，例如棋盤圖案，至所述物體O，如此所述處理單元92則可根據所述圖像傳感器91所獲取的圖像中所述圖案的尺寸來識別所述物體O的深度。然而，當所述圖案受到環境光源干擾時，仍可能出現誤控制的情形。

有鑒于此，本發明還提出一種手勢識別系統及手勢識別方法，其可識別物體的三維坐標并可根據所述三維坐標的坐標變化與圖像裝置進行互動。

發明內容

本發明的目的在提供一種手勢識別系統及手勢識別方法，其可根據事先建立的擴展景深透鏡的不同色光相關的深度與清晰度的對照信息或關系圖決定至少一物體深度。

本發明另一目的在于提供一種手勢識別系統及手勢識別方法，其可排除預設的操作范圍以外的物體，借此消除環境物體的干擾。

本發明另一目的在于提供一種手勢識別系統及手勢識別方法，其可搭配部分取樣（subsampling）技術以節省處理單元的運算耗能。

本發明提供一種手勢識別系統，包含擴展景深透鏡（EDOF透鏡）、圖像傳感器及處理單元。所述圖像傳感器通過所述擴展景深透鏡獲取一圖像幀。所述處理單元用以計算所述圖像幀中至少一物體圖像的目前清晰度，并根據所述目前清晰度與對照信息求得所述物體圖像的目前深度。

一實施例中，所述對照信息包含所述擴展景深透鏡的各色光相關的深度與清晰度的對照信息，并儲存在存儲單元中。所述對照信息例如可以對照表或其它形式儲存在所述存儲單元中，并無特定限制。

本發明還提供一種手勢識別方法，包含下列步驟：建立并儲存擴展景深透鏡的各色光相關的深度與清晰度的對照信息；利用圖像傳感器通過所述擴展景深透鏡獲取圖像幀；利用處理單元計算所述圖像幀中至少一物體圖像的目前清晰度；以及根據所述目前清晰度及所述對照信息求得所述至少一物體圖像的目前深度。

一實施例中，所述物體圖像的目前清晰度為所求得所述圖像幀中所包含物體圖像的清晰度數值最高的清晰度。

本發明還提供一種手勢識別系統，包含擴展景深透鏡、圖像傳感器、存儲單元及處理單元。所述圖像傳感器通過所述擴展景深透鏡連續獲取圖像幀。所述存儲單元預先儲存有所述擴展景深透鏡的各色光相關的清晰度范圍。所述處理單元根據所述圖像幀中所述清晰度范圍內的至少一物體圖像進行手勢判斷。

一實施例中，可預先設定并儲存操作范圍以使所述處理單元能夠據此將所述操作范圍外的物體圖像排除，借此消除環境物體的影響；其中，所述操作范圍可為出廠前預先設定或在實際操作前通過設定階段所設定的深度范圍或清晰度范圍。所述清晰度范圍包含各顏色子圖像的清晰度范圍，所述深度范圍包含各顏色子圖像的深度范圍。例如，所述各顏色子圖像包含紅色子圖像、綠色子圖像及藍色子圖像。

另一實施例中，所述操作范圍可為深度閾值或清晰度閾值，本發明僅使用深度小于所述深度閾值或清晰度大于所述清晰度閾值的至少一物體圖像進行手勢識別，并排除其它環境物體。

一實施例中，所述處理單元求得所述目前清晰度前還可針對所述圖像幀執行部分取樣處理，以節省所述處理單元的運行耗能；其中，所述部分取樣處理的部份取樣像素區域至少為6×6像素區域或者每一軸向至少包含3個各顏色像素。

本發明的手勢識別方法還包含下列步驟：將所述圖像幀分割為三個顏色子圖像；利用所述處理單元計算所述圖像幀的至少一顏色子圖像中至少一物體圖像的目前顏色清晰度；以及根據所述目前顏色清晰度及所述對照信息求得所述物體圖像的所述目前深度。