[發明專利]用于識別姿勢的方法和姿勢檢測器

有效

• 申請號: 201280060051.2
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN104011628A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 米哈伊·法戈塔-科斯馬;穆萊·法蒂里
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 羅朋

技術領域

本發明涉及一種用于識別在會議情況等類似情形中使用的二維視頻流中的姿勢的方法。本發明還涉及包括用于接收視頻流的輸入，以及適合于提供指示所檢測的姿勢的控制信號的信號輸出，其中，所述姿勢檢測器適合于執行上述方法。本發明也涉及包括用于生成視頻流的視頻攝像機、用于運行包括適合接收用于控制呈現的控制信號的信號輸入的呈現的呈現設備，以及上述姿勢檢測器，其中，姿勢檢測器的輸入被連接至由視頻攝像機生成的視頻流，且姿勢檢測器的信號輸出被連接至呈現設備的信號輸入，且呈現設備適合于基于接收來自姿勢檢測器的控制信號，控制呈現。最后，本發明涉及包括視頻攝像機和上述姿勢檢測器的視頻攝像設備。

背景技術

在當今世界，姿勢檢測變得越來越重要，因為姿勢檢測能夠使用戶基于簡單的和甚至天生的人類姿勢而無需使用特定輸入設備如鍵盤、軌跡球、游戲控制器或其他設備來操作IT系統，例如臺式計算機、筆記本電腦、PDA、智能電話、游戲機，或其他系統。該等輸入設備要求用戶使其行為適應特定輸入設備的需要，這甚至可能因不同輸入設備而不同。盡管識別姿勢的方法和姿勢檢測器在本領域中是已知的，姿勢識別僅很少應用在特殊情況。特定硬件需求和對執行姿勢檢測的高的計算工作量妨礙了姿勢控制的廣泛應用。

用于檢測姿勢的一個該系統是基于為姿勢檢測特定設計的立體攝像機和麥克風硬件配件的。該技術是對終端用戶已知的舉例，如與微軟X-Box360游戲機一起使用的Kinect。通常，用戶可通過姿勢方式控制使用上述硬件的IT系統，如為控制增強的現實環境。該解決方案的缺陷是其依賴于專用硬件，這使得很難將姿勢識別應用于任何IT系統。而且，Kinect技術需要明確定義的環境，在該環境中用戶可確保姿勢會被Kinect系統識別。此外，對每一用戶，Kinect系統的校準是需要的。Kinect系統的另一缺陷是為識別姿勢的計算量是很高的，這使得不可能在具有低計算性能的IT系統上使用姿勢識別，這樣的系統通常應用于移動設備。例如，在視頻會議情況下，例如在公共場所中辦公室之外使用公共接入方式參與該視頻會議的參與者，由于缺少合適的硬件和對于姿勢檢測的不合適的公共環境，被排除在姿勢檢測之外。這同樣適用于在呈現系統中使用姿勢檢測以控制呈現設備。

發明內容

因此本發明的一個目的是提供一種用于識別姿勢的方法和姿勢檢測器，該姿勢檢測器可與允許具有低計算量的強大且可靠的姿勢檢測的標準硬件組件一起使用。此外，本發明的一個目的是提供一種用于姿勢檢測的視頻攝像系統，該系統簡單易用，允許具有低計算量的強大且可靠的姿勢檢測且是有成本效益的。最后，本發明的一個目的是提供一種呈現系統，該系統可由人類姿勢容易地控制，獨立于硬件需求并允許具有低計算量的強大且可靠的姿勢檢測。

該目的通過獨立權利要求實現。有利實施例在從屬權利要求中被給出。

具體地，本發明提供一種用于識別在會議情況等類似情形中使用的二維視頻流中姿勢的方法，包括步驟：執行視頻流屏幕中的皮膚識別以識別皮膚部分，確定所識別的皮膚部分中的至少一個身體部位，監測關于所述至少一個身體部位的至少一個預定屏幕區域的狀態，以及基于狀態變化的檢測提供指示所檢測的姿勢的控制信號。

本發明還提供包括用于接收視頻流的輸入，以及適合提供指示所檢測的姿勢的控制信號的信號輸出的姿勢檢測器，其中，所述姿勢檢測器適合執行上述方法。

基本思想是基于狀態機執行姿勢檢測，因此相比于預定屏幕區域，至少一個身體部分的狀態可被監測。狀態機可以容易地被且實現且僅需用于識別姿勢的低的計算量。姿勢識別是基于狀態機，例如，姿勢的識別由當前狀態以及視頻幀的當前場景中的皮膚部分和身體部位的識別確定。

場景在此是指視頻流的瞬間視頻信息。優選地，場景是基于視頻流的幀。場景歷史或之前場景的特定數據是不需要的并因此不被本發明的姿勢檢測考慮。

身體部位的檢測基于事先的皮膚檢測。皮膚識別通常是基于視頻流的場景中具有某顏色的某區域的檢測。基本上，視頻流的幀中的每一像素的顏色與在特定顏色空間諸如RGB、YUV或HSV中定義的規則集進行比較。在數學上，每一規則定義將顏色空間分為不相交區域的平面。由所有平面的交叉在顏色空間中確定的體積對應于皮膚。

優選地，在HSV和RGB顏色空間上定義的規則的混合被應用于皮膚識別。通過將顏色像素表示為分別用RGB顏色空間中[R,G,B]和HSV顏色空間中[H,S,V]表示的矢量，如下的符合規則被用于將像素標記為皮膚：

(R-G>29)且(R-B>29)且(H<27)且(S>＝0.188)