[發明專利]一種智能電視的遠紅外三維手勢探測裝置

無效

• 申請號: 201310073274.9
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103152626A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張倩
• 申請（專利權）人: 蘇州百納思光學科技有限公司
• 主分類號: H04N21/422
• 分類號: H04N21/422;G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能平板電視的遙控領域，尤其涉及一種智能平板電視的遠紅外三維手勢探測裝置。

背景技術

自從大尺寸智能平板電視(Smart?TV)面世以來，智能電視的內容與應用不斷成長，2~4m距離（用戶收看電視節目的平均距離)的用戶界面操作為所有智能電視廠商無法回避的課題，而適用于遠距離操作圖型化接口的手勢控制(Gesture?Control)及動作感應遙控器(Motion-sensing?Controller)皆為主流的解決方案。

手勢控制免除尋找遙控器之苦，為客廳中最自然的智能電視導覽方式。手勢辨識可分為二維感測及三維感測。二維感測技術可直接透過相機的X軸及Y軸影像進行手勢判斷，然由于缺乏深度信息，僅能判斷簡單的肢體動作。

三維感測亦稱深度感測?(Depth?sensing)。目前主流三維深度感測可再分為主動式的結構光法?(Structured?Light)，飛行時間法(Time?of?Flight?)及被動式的立體視覺法(Stereo?Vision)。

結構光法投射近紅外光透過已知樣板至待測物體上，以近紅外相機擷取影像，再將得到的扭曲影像與原樣版進行三角測量(Triangulation)。樣板可由一群無規則的小斑點組成，每個斑點的形狀各異，以便對照出樣板與扭區影像中的同一個點來進行三角測量，如此便可算得物體深度。這種方法需要一定量的3D影像處理運算。另外樣板的陰影部分信息無法獲得，所以會產生交互影響的問題。

飛行時間法則通過相鄰的近紅外發射器發出的光線反射到影像傳感器過程中花費的時間來探測手勢深度。每段“飛行時間”由每個像素測量，累積的數據實時計算出距離，得到每個手勢的深度信息。飛行時間法在近距離的測量準確性不高，另外也存在交互影響的問題。

被動式的立體視覺法先使用二相對距離固定的彩色相機同步時擷取相同影像，接著先進行關聯性分析，對應二影像的相同點，最后再用三角測量計算每個點的距離。這種方法由于需要對兩個相機的影像進行分析，所以需要的運算量特別大。另外由于采用彩色相機獲取影像，所以需要對被測的人體有一定的照明，這樣就限制了在較暗室內環境下的使用。

以上三種主流的三維手勢控制都采用近紅外或可見光的CMOS或CCD傳感器獲取影像，并從影像中分析提取出手勢的運動，不同之處在于判定手勢深度的方法。這種由近紅外或可見光拍攝的影像，都會受到背景環境，以及用戶服飾等信息的干擾，不可避免的會出現對手勢的誤判和漏判情況。

發明內容

為了克服現有智能平板電視三維手勢探測方式的不足，本發明的目的是提供一種遠紅外三維手勢探測裝置，它能快速準確的探測出手勢的三維運動姿態，同時給智能電視發出相應的指令，比如影像移動，縮放，旋轉，以及三維物體的拉近和推遠等。本發明改進了原有的被動式立體視覺法，采用兩個相對位置固定的遠紅外相機代替普通的彩色相機，通過對人體的左右兩個遠紅外影像進行分析比對，從而判定人手的運動的三維方位。

由于體溫的因素，人體輻射的遠紅外線可以輕易的被遠紅外相機所捕捉。尤其是人手等部位暴露在空氣中，其遠紅外影像更容易被識別。采用遠紅外外影像進行手勢探測，可以不受背景環境和人體服飾的影響。如果在客廳中無外界熱源，相機基本只會看到人體的熱影像。即使客廳中有固定的熱源也可以被分析軟件識別并去除。另外遠紅外手勢探測時無需環境照明，在極暗的環境也可進行操作。

附圖說明

圖1是帶遠紅外三維手勢探測裝置的智能平板電視示意圖；

圖2是遠紅外三維手勢探測裝置的外形示意圖；

圖3是遠紅外三維手勢探測裝置的內部剖面結構示意圖；

圖4是遠紅外相機的內部結構剖面示意圖；

圖5是對人體的遠紅外影像分析示意圖；

圖6是單個手勢平移控制電視顯示物體移動的示意圖；

圖7是兩個手勢平移控制電視顯示物體放大和縮小的示意圖；

圖8是手勢旋轉控制電視顯示物體旋轉的示意圖；

圖9是手勢前后移動控制電視顯示物體拉近和推遠的示意圖；

圖10是手勢上下擺動對電視發出“確定”指令的示意圖。

其中附圖標記

1為遠紅外三維手勢探測裝置；

2為智能平板電視；

3為電視底座支架；

4為遠紅外三維手勢探測裝置的支架；

5為手勢探測裝置的外殼；

6為手勢探測裝置的主電路板；

7為遠紅外相機；

8為鍺窗口片；