[發明專利]一種交互桌面觸點左右手識別方法

有效

• 申請號: 201310114374.1
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103186241A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 劉佳升;張鳳軍;王宏安
• 申請（專利權）人: 中國科學院軟件研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明涉及左右手識別方法，具體地涉及基于交互桌面的觸點信息提取的左右手識別方法，屬于多點觸控技術領域。

背景技術

隨著普適計算、人機交互、計算機輔助協同設計等技術的不斷發展，產生了以傳統圍桌為隱喻的多觸點數字化交互桌面，此類數字設備使人們擺脫了現有鼠標鍵盤的束縛，可使用類似于日常操作桌面物體的方式與數字內容進行交互，該種交互方式直觀、自然，在娛樂、媒體傳播、設計、教育、軍事等諸多領域均有廣闊的應用前景。

基于計算機視覺原理的交互桌面由于實現簡單、造價較低、性能穩定，目前已成為實現交互桌面的主流方式。然而，基于該原理的交互桌面系統只能提供手指觸點的位置和形狀信息并不包括觸點所屬手及該手的左右手手性信息，觸點的左右手信息提取通常均需憑借額外的硬件設備，或者會對用戶的交互有所限制如使用某只手交互之前必須同時使用5個手指進行手指注冊。交互桌面觸點所屬手及左右手手性信息的提供對于多指手勢識別、豐富雙手交互技術尤其是雙手非對稱交互技術具有重要意義。

發明內容

本發明提出一種多點觸控交互桌面同手觸點聚類方法及左右手識別方法，該方法基于人手解剖結構特征不需借助輔助的硬件設備，可在用戶自然交互輸入的起始時刻提取單個或者多個手指的左右手信息。

本發明的技術方案為：一種交互桌面觸點左右手識別方法，其步驟包括：

1）提取交互桌面幀圖像上觸點輪廓，計算觸點的方向角、中心點以及所有觸點兩兩之間的距離，初始化距離矩陣、互斥矩陣以及Handness數組；

2）根據所述距離矩陣中觸點兩兩之間的距離，并設定距離閾值將同手或異手區分信息記錄在互斥矩陣中，使用所述互斥矩陣對觸點進行聚類后將同手聚類的結果保存至Handness數組中形成一觸點類簇；

3）根據觸點類簇在交互桌面位置判斷觸點所屬左右手，若不能判斷則根據三角型模型和/或兩觸點的距離關系判斷觸點所屬左右手信息；

4）重復步驟1）-3），對圖像上的觸點進行左右手識別。

優選地，所述距離矩陣初始化為：距離矩陣D_num*num=(d_ij)_num*num，初始狀態d_ij=0，是觸點F_i與F_j之間距離為觸點中心點之間的距離，x_i，x_j，y_i，y_j是觸點中心點橫縱座標值。

優選地，所述互斥矩陣初始化為：將互斥矩陣R_num*num=(r_ij)_num*num中的所有非對角元素賦值為2，對角元素賦值為1，其中num表示當前手指觸點的個數，r_ij=0，表示手指F_i與F_j屬于不同只手，r_ij=1，表示手指F_i與F_j屬于同一只手，r_ij=2，表示手指F_i與F_j尚未分類。

優選地，所述Handness數組初始化為：初始Handness數組H[i]=0，H[i]=1表示觸點F_i屬于1類，H[i]=2表示觸點F_i屬于2類，i∈[1～num]。

更進一步，所述設定距離閾值將同手或異手區分信息記錄在互斥矩陣中的方法如下：

1）設定三個距離閾值分別為：D_adj不包括大拇指的同手相鄰兩指最大距，D_thumb同手大拇指與食指最大距，D_max同手手指最大距；

2）若兩觸點距離d_ij>D_max，則F_i與F_j屬于不同手，設置互斥矩陣r_ij=0；